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Redes Telefônicas - Faculdade de Tecnologia

1. Figura 6 2 5 Topologia em Estrela Estendida 6 2 6 Topologia em rvore A topologia em rvore similar topologia em estrela estendida a principal diferen a que ela n o usa um n central Em vez disso ela usa um tronco que se ramifica at outros n s H dois tipos de topologias em rvore a rvore bin ria cada n se divide em dois links 125 e a rvore de backbone um tronco de backbone tem ramos com links pendurados O tronco um fio que tem diversas camadas de ramos O fluxo de informa es hier rquico Figura 6 2 6 Topologia em rvore 6 2 7 Topologia irregular Na topologia de rede irregular n o h nenhum padr o bvio para os links e n s O cabeamento inconsistente Os n s t m n meros vari veis de fios que partem deles Essa a forma como as redes que est o nas etapas iniciais de constru o ou que foram mal planejadas s o frequentemente cabeadas N o h nenhum padr o bvio para os links e n s Figura 6 2 7 Topologia Irreguiar 126 6 2 8 Topologia em malha Em uma topologia completa ou em malha cada n vinculado diretamente a todos os outros n s Esse cabeamento tem vanta
2. A ES SE E Figura 4 13 4 Cabo ptico submarino TAT 8 interligando os EUA e a Europa 98 Se a demanda de tr fego entre os EUA e a Europa continuar com a taxa de crescimento dos ltimos 30 anos 25 ao ano o que bastante prov vel em 1992 ser necess rio um novo sistema transatl ntico com capacidade duas vezes superior ao TAT 8 Para enfrentar esta perspectiva j foi concebido e est desenvolvido o sistema TAT 9 operando em 1 55mm com maior capacidade de transmiss o e espa amento entre repetidores O sistema TAT 9 ser composto por dois subsistemas a 560 Mbps interligando atrav s de unidade de deriva o e multiplexa o Manahawkim no EUA e Pennant Point no Canad a tr s localidades na Europa Goonhilly na Inglaterra Saint Hilaire de riez na Fran a e Conil na Espanha No total ser o 9 000 Kmde cabo ptico submarino com um espa amento m dio entre repetidores da ordem 110 a 120 Km No Jap o existem atualmente v rios sistemas de cabos submarinos com fibras pticas interligando ilhas do arquip lago desde sistemas sem repetidores operando nas diferentes hierarquias dos sistemas PCM 32 6 3 e 1 5 Mbps com fibra ndice gradual 100 e 400 Mbps com fibra monomodo at um cabo submarino tronco dom stico com repetidores Os sistemas sem repetidores t m alcances variando de 33 a 48 Km segundo a taxa de transmiss o e operam a uma profundidade de at 1500 metros O cabo ptico submarino que comp e
3. Token Ring ATM lt 1 Fonte IDC Julho 2001 Tabela 4 12 1 Tecnologias de rede Do mesmo modo as Tecnologias pticas vieram para ficar tanto quanto a Ethernet e indiscutivelmente em um per odo de tempo mais curto As velocidades das transmiss es pticas cresceram das dezenas de megabits por segundos Mbit s para 40 gigabits por segundos Gbit s e os fabricantes de equipamentos pticos demonstraram recentemente a habilidade de transmitir 6 4 terabits por segundos Tbit s sobre um par de fibras pticas usando a multiplexa o por divis o de comprimento de onda densa DWDM A tremenda capacidade dos Sistemas Opticos assim como os avan os em toda a ptica ou fot nica e os aperfei oamentos das redes pticas que eliminam a necessidade de regenera o el trica fixaram os Sistemas Opticos como a tecnologia de transporte predominante A Ethernet ptica entretanto mais do que apenas a Ethernet aliada aos Sistemas pticos Os participantes dos padr es da ind stria assim como os fabricantes t m desenvolvido solu es de Ethernet ptica espec ficas que s o mais do que meramente transportar Ethernet sobre Sistemas pticos Em conseqii ncia a Ethernet ptica redefine o desempenho e a economia dos provedores de servi os e das redes corporativas em diversas maneiras 87 Atributo Chave Ia Bada Redes Atuais Ethernet ptica ESET dita Maior m ltiplos protocolos da Menor
4. 7 7 6 Quarta gera o 256 A quarta gera o ainda apenas um conceito pois n o existe nenhum padr o em desenvolvimento Nem sequer h uma defini o mundialmente aceita do que ela dever ser Isso n o quer dizer entretanto que n o tenha havido avan os significativos rumo 4G nos ltimos anos J existem pontos de consenso relevantes Um deles se refere por exemplo possibilidade da 4G promover unifica o das diferentes redes sem fio incluindo as tecnologias de redes locais como a Wi Fi Wireless Fidelity que outros preferem chamar simplesmente de Wireless LAN ou ainda pela denomina o dada pelo IEEE que a designa por IEEE 802 11 com as vers es a b c d e f e g Al m dessas preciso mencionar as redes Hiper LAN 2 e HomeRF A 4G dever por fim integrar as chamadas redes pessoais como a rede Bluetooth para curtas dist ncias Sob o guarda chuva da 4G haver ent o a interliga o de todos os tipos poss veis de aparelhos dispositivos ou equipamento m veis interligando os diversos tipos de redes algumas delas utilizando espectro licenciado e outras n o Em resumo a 4G tende a significar que tudo poder funcionar em qualquer lugar Os especialistas que trabalham no desenvolvimento da 4G imaginam que a nova rede deva ser capaz de interagir em especial com o conte do de informa o baseada na internet A internet tem acelerado o interesse por essa computa o sem limites As redes s
5. e Confirma o de desconex o enviado em resposta a um sinal de desligar para frente indicando que ocorreu a libera o dos rg os associados liga o e Desconex o for ada gerado ap s uma temporiza o pela central respons vel pela tarifa o quando o usu rio chamado desliga mas o chamador n o Sua temporiza o tem in cio no momento do envio da sinaliza o de desligar para tr s e geralmente de 90 segundos e Tarifa o O sinal de tarifa o emitido a partir do ponto de tarifa o para o contador do assinante chamador de acordo com o degrau tarif rio correspondente e Bloqueio O sinal de bloqueio ocorre quando h falha ou bloqueio efetuado por operador na central do assinante chamado 2 3 3 Sinaliza o de Registrador A sinaliza o de registrador corresponde ao conjunto de sinais respons veis pela troca de informa es destinadas ao estabelecimento das chamadas n mero do assinante chamador categoria do assinante chamador etc Esta sinaliza o trocada entre rg os de controle das centrais ocorrendo no in cio da liga o entre assinantes de centrais distintas at o momento em que o assinante chamador ouve o sinal sonoro indicando que o outro assinante est sendo chamado est ocupado ou n o existe A sinaliza o entre registradores pode ser por pulsos dec dicos ou por sinais multifrequenciais sendo que esta ltima divide se em MF multifreque
6. sempre causam mais falhas do que o sistema telef nico em si Varia es de tr fego dependem da atividade da comunidade em foco segundo os seguintes crit rios o Picos uma duas ou tr s vezes ao dia num dia de trabalho normal o Varia com as esta es do ano 109 o Tend ncia de crescimento que n o uniforme Podemos descrever a varia o do tr fego em per odos mais longos 1 ano por exemplo atrav s de um histograma O tempo m dio de reten o pode variar tanto diariamente como com as esta es do ano por m menos sensivelmente do que as varia es de tr fego 5 3 2 Estat sticas do Sistema Podemos utilizar a teoria do tr fego telef nico em c lculos pr ticos de congestionamento em momentos em que o tr fego encontra se estacion rio geralmente condi es de pico No entanto o tr fego fun o do interesse do assinante em efetuar uma liga o e o perfil deste assinante pode ser levantado atrav s de estat sticas e da elabora o de um modelo sociol gico adequado para o usu rio t pico A decis o de repetir uma chamada que influencia e muito no planejamento do sistema depende de e N mero de tentativas sem sucesso e Incerteza sobre o n mero discado e Possibilidade de ter ocorrido falha no sistema e Conhecimento dos h bitos do assinante a que se destina a chamada e Grau de urg ncia da chamada Por outro lado a decis o de desistir depende de e Considerar a tentativa in
7. ue d qe dy E 1 efe l 1 z l I pH d e o E em ementas ds E da p l l b sit OQPSIK 236 Quando se limita um sinal QPSK em banda a interfer ncia entre s mbolos resultante obriga o envelope a diminuir um pouco na regi o de transi o de 90 de fase Por m uma vez que as transi es de 180 foram evitadas no OQPSK o envelope nunca chegar a zero como num QPSK O sucesso obtido com o OQPSK faz pensar na possibilidade de se diminuir ainda mais a varia o na amplitude do envelope do sinal transmitido Um jeito de se conseguir isto pode ser visto no pr ximo item MSK Minimum Shift Keying Mostrou se antes que o OQPSK pode ser obtido pelo atraso da sequ ncia Q de meio bit ou T segundos com respeito sequ ncia I Este atraso n o tem efeito na taxa de bits errados ou na largura de banda ocupada pelo sinal O Minimum Shift Keying derivado do QPSK substituindo o pulso retangular por um pulso de meio ciclo de uma sen ide A fun o do tempo resultante S d ti cos TUIT cos 27ft deb sin rt 2 To sin 27ft Com isto se obteria uma varia o linear da fase dentro do intervalo de um bit eliminando totalmente as transi es bruscas na fase e consequentemente diminuindo a largura de banda necess ria na transmiss o A id ia de mudar a forma do pulso pode ser aproveitada com outras GMSK Gaussian Minimum Shift Keying Um filtro com resposta ao impu
8. Em ambos os gr ficos a ordenada mostrada em escala logar tmica tende a infinito quando p tende a 1 como no caso do modelo M M 1 Tamb m observamos a grande redu o no n mero de clientes quando dobramos a capacidade de atendimento ou seja reduzimos p pela metade Como exemplo deste modelo consideremos o caso de um banco que deseja modificar a forma de atendimento de seus clientes que hoje funciona com diversas filas pela introdu o do sistema de fila nica Os dados atuais s o 70 clientes hora distribu dos em 5 filas c 5 atendentes 20 clientes hora Assim na situa o atual temos 1 TS a hora 10 minutos 281 NS A TS 14 0 167 2 33 pessoas NS a 5 NS 5 2 33 11 67 pessoas Na situa o com fila nica teriamos A To cu 5 20 0 7 NS 5 pessoas a partir da Figura A 4 4 NS 5 TS 0 07 hora 4 3 minutos A 7 Assim vemos que um sistema com fila nica mais eficiente que um sistema com diversas filas pois temos na m dia um menor n mero de clientes no sistema e menor tempo de atendimento por cliente Esta conclus o foi aplicada h pouco tempo este texto est sendo escrito no final de 2003 em ag ncias banc rias e nos Correios Os supermercados n o o fazem por causa da distribui o f sica das caixas em geral numa fila paralela porta de entrada que facilita o estabelecimento de v rias filas que espera se sejam curtas A 8 2 O Modelo M M c K c
9. Os servi os providos pela camada N s o dispon veis para a entidade N 1 atrav s dos SAP s Service Access Point Os SAP s s o interfaces l gicas entre as entidades N e N 1 Portanto quando a entidade N 1 precisa utilizar o servi o provido pela camada N ela o busca no SAP N As informa es entre entidades N 1 s o trocadas atrav s de uma associa o chamada conex o N estabelecida na camada N usando o protocolo N A figura 6 3 8 ilustra este conceito 138 Entidades N 1 e Camada N 1 5 Servi os N Camada N Protocola N Entidades N Figura 6 3 8 SAP s e conex es 6 3 3 Camada F sica A camada f sica a nica camada que possui acesso ao meio de transmiss o da rede devendo portanto se preocupar com fatores como as especifica es el tricas mec nicas funcionais e procedurais da interface f sica entre o equipamento e o meio de transmiss o Ou seja a camada f sica tem como fun o b sica a adapta o do sinal ao meio de transmiss o atendendo as seguintes caracte sticas mec nicas propriedades f sicas da interface com o meio f sico de transmiss o incluindo por exemplo o tipo de conector utilizado el tricas se relacionam com a representa o de um bit em termos de por exemplo n vel de tens o utilizado e taxa de transmiss o de bits funcionais definem as fun es a serem implementadas por esta interface procedurais esp
10. feita por meio de uma nica interface de acesso e Transmiss o digital entre os terminais e Sinaliza o por um canal separado dos canais de informa o A sinaliza o feita atrav s de protocolos de comunica o dentro de um formato padr o adotado tanto pelas operadoras de servi os como pelos fabricantes de equipamentos de rede e Possibilita comunica o de equipamentos anal gicos 2 10 2 Padroniza o O estabelecimento de protocolos padronizados necess rio para garantir a interoperabilidade dos servi os e permitir a liga o de equipamentos de diversos fabricantes rede O modelo de refer ncia OSI da ISO dever ser utilizado para assegurar que a evolu o dos protocolos se desenvolva de uma forma estruturada 2 10 3 Premissas para a forma o da RDSI H dois n veis de servi os RDSI O acesso b sico BRI Basic Rate Interface 38 dedicado aos pequenos usu rios e aplica es Com esta modalidade o usu rio pode fazer liga es telef nicas enquanto acessa a internet a 64 Kbits s fazer 2 liga es telef nicas simult neas acessar a internet a 128 Kbits s passar um fax e usar o telefone ao mesmo tempo etc O servi o fornecido pelo mesmo par de fios que chega a sua resid ncia no entanto funciona com 3 canais l gicos Emprega dois canais independentes tipo B de 64 Kbps para transmiss o da informa o mais um terceiro canal tipo D para sinaliza o e controle opera
11. indica o n mero m dio de chamadas por unidade de tempo ent o teremos que amp t Dessa forma a distribui o de probabilidades do n mero de chamadas telef nicas em um dado intervalo de tempo dado o ritmo m dio de chegada dada por o ADX eM x S A 18 Colocando em um mesmo gr fico os valores das fregii ncias relativas obtidas na Tabela A 4 2 e os valores das probabilidades obtidas atrav s da distribui o A 18 com 2 chamadas minuto e t 1 minuto obtemos o gr fico da figura a seguir Nesse gr fico verifica se que as chamadas telef nicas realmente apresentam uma distribui o muito semelhante distribui o de Poisson 271 0 35 Real Poisson 0 3 0 25 Frequ ncia Relativa 0 1 0 05 DC a pa capo Sd fa a Es qse dass quem nim os anja aqu o at 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 N mero de Chamadas por Minuto J na figura abaixo s o apresentadas diferentes curvas da distribui o de Poisson para diferentes valores de mantendo se t 1 minuto Nota se claramente que ao deslocar a m dia o pico da curva tamb m deslocado 0 2 Probabilidade 0 15 0 1 0 05 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 N mero de Chamadas Figura A 4 2 Gr ficos de diferentes distribui es de Poisson Tendo apresentado a distribui o de probabilidades do n mero de chamadas telef nicas em um intervalo de tempo consideraremos agora a distribui o de probabilida
12. ndice k retransmitindo a c lula pela porta adequada Esse processo se repete at chegar ao destino final PT Payload Type Cont m o tipo do conte do que consta no campo de informa o da c lula indicando se s o dados do usu rio ou informa es de ger ncia No item Tipo de C lulas adiante esse campo ser visto com detalhes 165 CLP Cell Lost Priority Indica a prioridade de descarte das c lulas em caso de congestionamento da rede Se este bit estiver ligado a c lula ser escolhida para descarte caso necess rio HEC Header Error Control CRC X8 X2 X 1 Cont m uma seq ncia de bits obtida a partir das informa es do cabe alho de modo a permitir que o receptor verifique a integridade do mesmo Esse campo preenchido pela subcamada de converg ncia da camada f sica e n o responsabilidade da camada ATM importante observar que n o existe qualquer campo na c lula que garanta a integridade dos dados Contudo de responsabilidade das camadas superiores a verifica o e eventual solicita o de retransmiss o de alguma informa o que tenha sido corrompida O objetivo simplificar o processamento em cada n intermedi rio amparado no fato de se ter uma grande confiabilidade no meio de transmiss o que normalmente a fibra ptica 6 5 6 A Camada AAL A camada de adapta o AAL ATM Adaptation Layer situa se antes da camada ATM e respons vel pela segmenta o dos serv
13. o e espalhamento e deforma es mec nicas 4 7 2 Absor o Os tipos b sicos s o a absor o material e a absor o do on OH A absor o material o mecanismo de atenua o que exprime a dissipa o de parte da energia transmitida numa fibra ptica em forma de calor Neste tipo de absor o temos fatores extr nsecos e intr nsecos pr pria fibra Como fatores intr nsecos temos a absor o do ultravioleta a qual cresce exponencialmente no sentido do ultravioleta e a absor o do infravermelho provocada pela 70 vibra o e rota o dos tomos em torno da sua posi o de equil brio a qual cresce exponencialmente no sentido do infravermelho Como fatores extr nsecos temos a absor o devida aos ons met licos porventura presentes na fibra Mn Ni Cr U Co Fe e Cu os quais devido ao seu tamanho provocam picos de absor o em determinados comprimentos de onda exigindo grande purifica o dos materiais que comp em a estrutura da fibra ptica 4 7 3 Espalhamento o mecanismo de atenua o que exprime o desvio de parte da energia luminosa guiada pelos v rios modos de propaga o em v rias dire es Existem v rios tipos de espalhamento Rayleigh Mie Raman estimulado Brillouin estimulado sendo o mais importante e significativo o espalhamento de Rayleigh Esse espalhamento devido n o homogeneidade microsc pica de flutua es t rmicas flutua es de composi
14. o de atenua o por curvaturas e Caracter sticas de transmiss o est vel dentro da maior gama de temperaturas poss vel e Resist ncia tra o curvatura vibra o compress o adequadas e Degrada o com o tempo envelhecimento e Facilidade de manuseio instala o confec o de emendas etc 75 4 10 MEDIDAS EM FIBRAS PTICAS Para a caracteriza o das fibras pticas s o efetuadas medi es que verificam as caracter sticas de transmiss o das fibras a saber e Atenua o espectral e Atenua o de inser o e Largura de banda e Abertura num rica e Perfil de ndice de refra o 4 10 1 Test e de Atenua o Espectral Este tipo de teste mede a atenua o da fibra ptica numa faixa de comprimentos de onda normalmente contendo o comprimento de onda em que a fibra operar efetuado em laborat rio devido complexidade e precis o e fornece dados sobre a contamina o que pode ter ocorrido na fabrica o da pr forma e puxamento principalmente o OH O teste consiste em se medir a pot ncia de luz ap s percorrer toda a fibra nos v rios comprimentos de onda em que se deseja medir a atenua o esta a primeira medida ou ainda a pot ncia de sa da Ap s isso corta se a fibra a 2 ou 3 metros do in cio sem alterar as condi es de lan amento e mede se a pot ncia de luz nesse ponto que pode ser considerado como a pot ncia de entrada uma vez que 2 ou 3 metros causam ate
15. o gerada por controle S o estabelecidas como resultado de uma atividade do plano de controle e s o independentes dos dados Liga es de r tulos podem ser 183 estabelecidas em resposta a atualiza es de roteamento ou recebimento de mensagens RSVP Esse tipo de liga o mais facilmente escal vel que a abordagem anterior e por esse motivo usada no MPLS 6 7 3 Teoria de funcionamento O roteamento por R tulo uma forma avan ada de encaminhamento de pacotes que substitui os encaminhamentos convencionais por verifica o de endere os longos por um algoritmo de troca de r tulos mais eficiente As letras MP multi protocol significam que o protocolo pode transportar uma multid o de outros protocolos isto um protocolo de encapsulamento As lestras LS label switching indicam que os protocolos est o sendo encapsulados com um r tulo que trocado a cada n Existem tr s distin es importantes entre uma comuta o por r tulos e o roteamento convencional Do Roteamento Convencional Comuta o por R tulo Analise completa do Cabe alho Ocorre a cada n Ocorre apenas uma vez na borda IP da rede quando o r tulo atribu do Suporte a multicast Requer v rios algoritmos Requer apenas um algoritmo de complexos de encaminhamento encaminhamento Decis es de roteamento Bascadas apenas no endere o Podem ser baseadas em qualuger n mero de par metros como QoS e VPN Tabela 6 7 1 Com
16. e Baixa atenua o grandes dist ncias entre pontos de regenera o e Cabos de pequenas dimens es pequeno di metro e pequeno peso o que implica em economia no transporte e instala o 68 4 6 APLICA ES DAS FIBRAS PTICAS Redes de telecomunica es Entroncamentos locais Entroncamentos interurbanos Conex es de assinantes Redes de comunica o em ferrovias Redes de distribui o de energia el trica monitora o controle e prote o Redes de transmiss o de dados e fac s mile Redes de distribui o de radiodifus o e televis o Redes de est dios cabos de c meras de TV Redes internas industriais Equipamentos de sistemas militares Aplica es de controle em geral Ve culos motorizados aeronaves navios instrumentos etc 69 4 7 CARACTER STICAS DE TRANSMISS O 4 7 1 Atenua o A atenua o ou perda de transmiss o pode ser definida como a diminui o da intensidade de energia de um sinal ao propagar se atrav s de um meio de transmiss o A P f rmula mais usual para o c lculo da atenua o em Decib is a seguinte 10 loga onde e e P a pot ncia de sa da e P a pot ncia de entrada Nas fibras pticas a atenua o varia de acordo com o comprimento de onda da luz utilizada Essa atenua o a soma de v rias perdas ligadas ao material que empregado na fabrica o das fibras e estrutura do guia de onda Os mecanismos que provocam atenua o s o e absor
17. gera o 1 3um permitem atualmente espa amentos entre repetidores em torno de 60 km Com a implanta o dos sistemas de transmiss o por fibras pticas de 4 gera o 1 55mm alcances sem repetidores superiores a 100 Km ser o perfeitamente realiz veis Al m disso as fibras pticas oferecem facilidades operacionais dimens es e peso menores e uma maior capacidade de transmiss o contribuindo significativamente para atender crescente demanda por circuitos internacionais de voz e de dados a um custo mais baixo ainda que os enlaces via sat lite Em 1988 entrou em opera o o primeiro cabo ptico submarino transatl ntico associado ao sistema TAT 8 elevando a capacidade de tr fego entre os EUA e a Europa para 20 000 circuitos de voz sem considerar o uso de t cnicas digitais de interpola o TASI ou compress o Proposto formalmente em 1980 este cabo ptico submarino pioneiro interliga os EUA Tuckerton NJ Europa Widemouth na Inglaterra e Penmarch na Fran a em uma dist ncia superior a 7500 Km conforme ilustrado na Figura abaixo O sistema TAT 8 composto por dois subsistemas de transmiss o digital a 280 Mbps e o espa amento m dio entre repetidores de aproximadamente 60 Km perfazendo um total de 125 repetidores O cabo ptico submarino composto por 3 pares de fibras monomodo 1 par para cada subsistema duplex e 1 par de reserva operando na regi o 1 3 mm TA Terminal Remoto
18. o eletromagn tica raio axial guiado evitando assim os v rios caminhos de propaga o da luz dentro do n cleo conseq entemente diminuindo a dispers o do impulso luminoso Para que isso ocorra necess rio que o di metro do n cleo seja poucas vezes maior que o comprimento de onda da luz utilizado para a transmiss o As dimens es t picas s o 2 a 10 um para o n cleo e 80 a 125 um para a casca Os materiais utilizados para a sua fabrica o s o s lica e s lica dopada S o empregadas basicamente em telecomunica es pois possuem baixa atenua o 0 7 dB km em 1300 nm e 0 2 dB km em 1550 nm e grande largura de banda 10 a 100 GHz km FIBRA MONOMODO 1 zza e n lt 2 405 cms A ans EST TS NUCLEO puLso PULSO ENTRADA saida 125 pa Figura 4 3 3 Fibra monomodo 66 4 4 GUIAMENTO DE LUZ EM FIBRAS PTICAS 4 4 1 Abertura Num rica E um par metro b sico para fibras multimodos degrau e gradual que representa o ngulo m ximo de incid ncia que um raio deve ter em rela o ao eixo da fibra para que ele sofra a reflex o interna total no interior do n cleo e propague se ao longo da fibra atrav s de reflex es sucessivas 4 4 2 Modos de Propaga o Quando tratamos a luz pela teoria ondulat ria a luz regida pelas equa es de Maxwell Assim se resolvermos as equa es de Maxwell para as condi es chamadas condi es de contorno da fibra que um guia de
19. A interliga o de centrais telef nicas urbanas uma outra aplica o das fibras pticas em sistemas de comunica es Embora n o envolvam dist ncias muito grandes tipicamente da ordem de 5 20 Km estes sistemas usufruem da grande banda passante das fibras pticas para atender a uma demanda crescente de circuitos telef nicos em uma rede f sica subterr nea geralmente congestionada In meros sistemas deste tipo est o instalados deste tipo est o instalados no pa s e no exterior No Jap o desde 1985 est instalado um sistema tronco nacional de telefonia com fibras pticas a 400 Mbps interconectado v rias cidades ao longo de um percurso de 3400 Km com espa amento entre repetidores de at 30 Km Com a flexibilidade de expans o permitida pelas fibras pticas j est sendo experimentada uma amplia o da capacidade de transmiss o do sistema tronco para 1 7 Gbps Nos EUA os sistemas tronco da rede telef nica instalados at o final de 1987 j consumiram mais de um milh o de quil metros de fibras pticas O espa amento t pico entre repetidores nos sistemas tronco americanos de 48 Km e a taxa de transmiss o de 417 Mbps prevendo se tamb m uma futura expans o da capacidade do sistema para 1 7 Gbps 95 4 13 3 Rede Digital de Servi os Interligados RDSI A rede local de assinantes isto a rede f sica interligando assinantes central telef nica local constitui uma importante aplica o poten
20. Al m disso havia uma demanda por servi os de comunica es que excedia a capacidade dos sistemas anal gicos em uso poca Desde 1978 a banda de frequ ncias em torno de 900 MHz estava reservada para comunica es m veis na Europa Em 1981 o celular anal gico foi lan ado e quase ao mesmo tempo houve um estudo conjunto entre Fran a e Alemanha voltado tecnologia celular digital e possibilidade da cria o de um sistema pan europeu Em 1982 um comit de trabalho especial o Groupe Sp cial Mobile GSM foi criado para analisar e continuar o estudo franco germ nico O sistema a ser desenvolvido tinha alguns requisitos a atender e Ser compat vel com ISDN e Ter boa qualidade de sinal de udio e Usar eficientemente as frequ ncias de r dio e Ser compat vel com outras redes de comunica es de dados e Teralta capacidade muitos usu rios ou taxas elevadas e Ter bom n vel de seguran a para os assinantes Em 1986 o comit de trabalho deu um passo frente com o estabelecimento de um n cleo permanente de pessoas designadas para a continua o do trabalho e a cria o de normas para um sistema digital do futuro Aproximadamente um ano depois o memorando de entendimento ou MoU como foi denominado foi assinado por mais de 18 pa ses Esse memorando declarava que os signat rios participariam do sistema GSM e o colocariam em opera o at 1991 Em 1989 o GSM foi transferido para a organiza o ETSI
21. Congestionamento Por raz es obviamente econ micas o n mero de rg os na central telef nica limitado ou seja algumas chamadas s o por vezes propositalmente bloqueadas Isso significa que a chamada pode ser rejeitada Sistema de Perda ou tenha que esperar Sistema de Demora O conceito de congestionamento pode ent o ser definido como e Congestionamento de Tempo parte do tempo enquanto os rg os ou canais est o ocupados e Congestionamento de Chamadas parte do n mero de chamadas que n o encontra um canal desocupado Todo o processo de medi o de tr fego e desempenho nas centrais deve ser feito de forma sistem tica com coleta automatizada de dados dados esses geralmente obtidos a partir de contadores distribu dos por cada grupo de troncos Isso permite um acompanhamento em tempo real pela operadora que pode reconfigurar o sistema de forma a evitar ou minimizar congestionamentos e problemas Borges 1985 Podemos listar algumas medi es realizadas pelas centrais que se utilizam de alguns contadores espec ficos e Tr fego por rota de sa da e entrada e N mero de tentativas de chamadas por rota e N mero de chamadas completadas por rota 107 e Tr fego interno e Determina o da HMM hora de maior movimento Podemos citar como exemplo os principais indicadores de desempenho do sistema telef nico e objetivo do Sistema Telebr s Netoet al 1991 da tabela abaixo Tabela 5 2 1 Indicadore
22. ITU T 1 321 TC Sub layer insert extract Idle Celis A TM Forum ATM Layer insert extract Unassigned Cells Figura 6 5 5 Desacoplamento de taxa Gera o e verifica o do HEC Header Error Control Caso tenha ocorrido erro em mais de um bit descarta se a c lula Ocorrendo erro em um nico bit corrige se automaticamente e muda se de estado Se a pr xima c lula vier com erro descarta se A figura a seguir ilustra o diagrama de estados Erro em mais de 1 bit C lula Descartada N o detec o de erro Corre o Detec e Nenhuma A o poa Erro em 1 bit Corre o N o detec o de erro Erro detectado Nenhuma A o C lula Descartada Figura 6 5 6 Diagrama de estados 160 Delinea o de c lulas O sincronismo para delimitar o in cio da c lula feito atrav s do HEC Como o algoritmo conhecido CRC 8 e sabe se que os quatro primeiros bytes do cabe alho geram o ltimo basta ir lendo byte a byte at fechar Ent o testa se c lula a c lula por determinado n mero de vezes Se repetir ent o sincronizou A figura a seguir ilustra o que foi dito Bit a Bit HEC V lido Alpha HEC Inv lidos Consecutivos C lula a C lula Delta HEC V lidos Consecutivos C lula a C lula Diagrama de Estados para Cell Delineation Figura 6 5 7 Diagrama de estados para Cell Delineation 6 5 3 A Camada ATM As principais fun es da camada ATM est o relacionadas ao
23. O O luz coerente altas pot ncias monocromaticidade diagrama de irradia o concentrado vida til baixa 10000 horas sens vel a varia es de temperatura alto custo pr prio para sinais digitais altas velocidades ou seja grande banda de passagem 1 Ghz ou mais Existem dois tipos de lasers quanto ao tipo de fabrica o Lasers cujo guia de onda cavidade ressonante induzida por corrente chamados lasers GLD gainguide laser diode Lasers cujo guia de onda incorporado pela varia o de ndice de refra o chamados lasers ILD index guide laser diode 82 4 12 REDES PTICAS Avan os recentes na tecnologia de comunica es pticas v m revolucionando a infra estrutura de telecomunica es em quase todo o mundo Capacidades de transmiss o cada vez mais elevadas t m possibilitado a implanta o de redes de comunica es que viabilizam a integra o de diferentes tipos de tr fego a sofistica o de servi os a interconex o de redes remotas A transmiss o de informa o por meio de fibras pticas para servi os de faixa larga tem se tornado segundo crit rios t cnicos e econ micos a op o mais atraente Milh es de quil metros de cabos de fibras pticas j foram implantados por empresas de televis o a cabo e companhias telef nicas A aceita o mundial de sistemas de comunica es baseados no uso de fibras pticas deve se em parte padroniza o internacional da Hiera
24. PODRE RR Pee RR a RRR E R 170 60 3 Caracteristicas do SD Essien ng ADS A 172 66 A Quan scans ne senai aaa DS 177 6 7 MPLS Multi protocol label switching s ssseseneseeeesseesessessseeseesessseesstserssressessrssees 179 6 7 1 Surgimento Evolu o e reas de aplica o ssesisseeeiseeiressriresrriressrrrerrrrrrereren 179 6 7 2 Conceitos TONI Onnan iaai 181 6 7 3 Teoria de funcionamento s sseseseseessesesseesserstssessetsersresserssseressrresssereesereessee 184 6 7 4 Garantindo Qualidade de Servi o QOS ursrsssiiciniissrinsiiosnnsnaeissiatnannas 191 6 7 3 Vantagens do MPI Spreciatrene E 192 6 8 VoIP TRANSMISS O DE VOZ SOBRE IP issieeeeierisiissireerrerrerirsiresireererrers 194 0 8 l MOVA TO a N E N E UN 195 6 9 2 Anguita nonna a a RE E AS 196 DB o PRE POEIRA Sasnnn a a 197 A COCO da VOS quintas usp O 208 0 8 Par metros de qualidade de SEMmipo ssessnsisasasanudo fntressanAaaata ir dao nidiaadas oadasosonsagan a 213 6 8 6 T cnicas para reduzir o efeito da perda de pacotes sesassemancasanannaiisasan dna 213 Telefonia M vel Celular sesoosoesossossesosssssossossesossossesossossesoosoesessossesessosseseossssossosssoossssssse 216 7 1 INTRODU O TELEFONIA M VEL CELULAR 216 Ted Conceito de sistema movel celulat assa ua a R 216 7 2 DESCRI O DO SISTEMA CELULAR ccisasesestasocesagradorasosiataciesmunesdoguisisoegatesestes 216 oa SIA ceila sanai e EEEE ORAR la 216 Dead Re
25. Servi os de conectividade Ethernet linha alugada Ethernet Virtual Private Ethernet VPE acesso Internet acesso ao Internet Data Center IDC etc Servi os vi veis recupera o centralizada de desastre armazenamento outsourcing de rede consolida o de aplica o voz sobre IP etc Padroniza o Em junho de 1998 o grupo de trabalho do IEEE 802 32 finalizou e aprovou formalmente o padr o Gigabit Ethernet Menos de um ano mais tarde em mar o de 1999 o grupo de estudo de mais alta velocidade HSSG realizou uma chamada para discuss o para o 10 GE com 140 participantes representando pelo menos 55 companhias O grupo HSSG detectou que havia grande necessidade da pr xima velocidade mais alta da Ethernet baseada em um crescimento r pido da rede e do tr fego da Internet e em uma forte press o para solu es de 10 Gbit s tais como a agrega o do GE os canais da fibra ptica os roteadores de terabit e as interfaces de pr xima gera o NGN I O Provavelmente a raz o mais convincente pela qual o grupo HSSG recomendou ao IEEE a ado o de um padr o de 10 GE foi o seu desejo de evitar a prolifera o de Usu rios n o padronizados e Figura 4 12 3 Cronograma de desenvolvimento do padr o 802 3ae Cronograma de Desenvolvimento do 802 3ae n Ampo s a Maio Jul Set Nov Jan Mar Mai Jul Set Dez Jan MaiJum consequentemente prov veis solu es n o interoper veis 91 Em janeiro de 2000 o
26. com detalhes de blocos funcionais os fabricantes de equipamentos fornecem em sua maioria apenas os ADM s que podem executar a fun o de ADM e de TM com diversas capacidades de taxas de bits e os SDXC tamb m com diversas possibilidades de configura o Para selecionar e utilizar esses equipamentos em redes SDH devem ser considerados os seguintes aspectos e Tribut rios tipos el tricos pticos taxas de bits n mero de interfaces por placas e n mero m ximo de placas no equipamento e Agregados tipos el tricos pticos taxas de bits e n mero m ximo de placas no equipamento e Matriz de Conex o Cruzada Cross connect Matrix capacidade total da matriz e taxas de bits do canais a serem multiplexados 178 6 7 MPLS Multi protocol label switching Nos ltimos anos com a crescente populariza o da Internet foi observada uma expans o in dita das redes As grandes corpora es bem como pessoas f sicas passaram a depender de forma muito mais intensa de servi os de rede O aparecimento de necessidades de confian a efici ncia e qualidade de servi o em rela o s redes utilizadas acompanhou este crescimento Os provedores de servi os de Internet est o mais do que nunca analisando de forma cr tica qualquer aspecto relacionado ao ambiente operacional procurando por oportunidades de crescimento e otimiza o de performance Al m disso a crise que vem afetando o setor no ltimo a
27. de controle e do plano de dados O plano de dados consiste nos componentes de reenvio que promovem uma simples comuta o por r tulos O plano de controle est preocupado com 179 fun es de coordena o como roteamento e sinaliza o para facilitar o deslocamento do tr fego atrav s de toda a rede Uma das primeiras aplica es de MPLS em redes IP operacionais foi na engenharia de tr fego Neste caso enfatizada a otimiza o da rede com objetivos relacionados a QoS como menor atraso menor varia o de atraso alta taxa de transmiss o pequena perda de pacotes e servi o previs vel Por outro lado a otimiza o tamb m se preocupa com minimizar os custos aos provedores pela utiliza o eficiente de recursos da rede A aplica o de MPLS nesse campo veio das limita es impostas pelos protocolos utilizados baseados em algoritmos de roteamento de menor caminho O maior problema desses protocolos n o levar em conta limita es de capacidade ou natureza do tr fego O resultado o congestionamento de alguns segmentos da rede enquanto permanecem subutilizados Outra importante aplica o do MPLS atualmente em considera o diz respeito ao gerenciamento de QoS em redes IP O MPLS por si s n o prov Qos entretanto quando combinado com roteamento baseado em restri es e servi os diferenciados permite sofisticadas capacidades nesse sentido Uma outra importante aplica o relacionada a VPNs Tipicamente
28. de fato a capacidade do equipamento Normalmente os equipamentos com sinais agregados de taxas de bits at STM 4 622 Mbit s possuem matrizes com capacidade para multiplexar canais com taxa de bits de 2 Mbit s at 155 Mbit s Os equipamentos com sinais agregados de taxas de bits superiores a STM 4 622 Mbit s possuem matrizes com capacidade para multiplexar canais com taxa m nima de 155 Mbit s 6 6 4 Equipamentos O padr o SDH definiu 3 tipos de equipamentos para compor a rede e TM Terminal Multiplex possui apenas uma interface de agregados e possibilita a inser o add ou retirada drop de tribut rios de diversas hierarquias e ADM Add and Drop Multiplex possui duas interfaces de agregados e possibilita a inser o add ou retirada drop de tribut rios de diversas hierarquias Estes equipamentos tamb m podem ser usados como regeneradores de sinal quando nenhuma interface de tribut rio instalada e SDXC Synchronous Digital Cross connect possui interfaces de entrada e sa da de diversas hierarquias e pode interlig las com uma grande infinidade de combina es A figura a seguir apresenta esses equipamentos 177 14 16 64 2M 34145 M STM 1 4 16 STM 1 4 16 64 2M d 3445 M dt 1141 16164 7 1141 16164 2M l 34 45 M STM 1 4 16 STM 1 4 16 64 2M 34 45 M Figura 6 6 6 Equipamentos Embora esses tipos de equipamentos tenham sido especificados nas recomenda es do ITU T
29. em um sistema digital s ncrono de transporte de informa es Este sistema tem o objetivo de fornecer uma infra estrutura b sica para redes de dados e voz e atualmente utilizado em muitas empresas que prestam servi os de Telecomunica es p blicas e privadas em todo o mundo As tecnologias SDH Synchronous Digital Hierarchy s o utilizadas para multiplexa o TDM com altas taxas de bits tendo a fibra ptica como meio f sico preferencial de transmiss o Entretanto possui ainda interfaces el tricas que permitem o uso de outros meios f sicos de transmiss o tais como enlaces de r dios digitais e sistemas pticos de visada direta que utilizam feixes de luz infravermelha Sua elevada flexibilidade para transportar diferentes tipos de hierarquias digitais permite oferecer interfaces compat veis com o padr o PDH europeu nas taxas de 2 Mbit s 8 Mbit s 34 Mbit s e 140 Mbit s e americano nas taxas de 1 5 Mbit s 6 Mbit s e 45 Mbit s al m do pr prio SDH nas taxas de 155 Mbit s 622 Mbit s 2 5 Gbit s e 10 Gbit s A tecnologia SDH permite ainda implementar mecanismos variados de prote o nos equipamentos e na pr pria rede oferecendo servi os com alta disponibilidade e efetiva seguran a no transporte de informa es 6 6 1 Hist rico Os primeiros sistemas de transmiss o baseados em fibra ptica utilizados nas redes de telefonia p blica utilizavam tecnologias propriet rias na sua arquitetura nos formatos de m
30. nimo de fun es que depende de cada ambiente individualmente Uma arquitetura de rede flex vel e aberta foi proposta pelo FPLMTS o qual permitir a implementa o de sistemas sem fio de terceira gera o tanto como redes isoladas com uma liga o via conex es de gateways com as redes p blicas quanto como um sistema integrado onde o gerenciamento de mobilidade e a funcionalidade de controle de chamada s o partes dos elementos da rede em uma rede fixa No quadro de tempo proposto para implementa o do FPLMTS entre 2000 e 2005 espera se que recursos e capacidades de IN e SS7 estejam amplamente implantados n o apenas nas redes p blicas comutadas mas tamb m em sistemas de segunda gera o como o GSM DCS1800 A principal vantagem da separa o entre controle de servi o e controle de chamada conex o fornecida pela IN est na habilidade potencial de suportar um servi o no topo de qualquer backbone que admita os necess rios pontos de disparo para o controle do servi o No entanto em teoria procedimentos espec ficos para m veis como registro de localiza o autentica o handoff etc podem ser suportados por redes IN s estruturadas fixas ou m veis O FPLMTS utilizar as capacidades das IN s para fornecer gerenciamento de mobilidade e fun es de chamada conex o assim como tamb m a facilidade de r pida introdu o ao servi o O ITU T est desenvolvendo a arquitetura funcional e os protocolos de sinaliza o
31. o QoS Para poder disponibilizar uma QoS completa um sistema deve ser capaz de marcar classificar e policiar o tr fego Pode se entender como uma forma de classifica o e marca o a adi o de r tulos mas a fun o de policiamento fica faltando O roteamento e a distribui o de r tulos estabelecem as LSPs mas ainda n o policiam o tr fego e controlam a carga em cada enlace Novos componentes de software que adicionam m dulos de gerenciamento entre as fun es de roteamento e o seletor de rota permitem o policiamento e gerenciamento de largura de banda Os dois protocolos que fornecem ao MPLS a habilidade de policiar o tr fego e controlar a carga s o o RSVP TE e o CR LDP RSVP TE O conceito do processo de estabelecimento de uma chamada onde os recursos s o reservados antes do estabelecimento da mesma remonta ao passado da sinaliza o de telefonia Esse conceito foi adaptado para redes de dados onde a QoS importante Um m todo inicial desenvolvido pelo IETF em 1997 chamado de Protocolo de Reserva de Recursos RSVP foi feito para esta fun o O protocolo foi criado para solicitar a banda necess ria e condi es de tr fego necess rias em um caminho definido Se a banda estivesse dispon vel nas condi es desejadas o enlace era estabelecido Para tanto o tr fego era classificado em tr s n veis carga garantida carga controlada e carga poss vel Este protocolo adicionado s capacidades para acomod
32. o varia o de press o pequenas bolhas varia o no perfil de ndice de refra o etc Esse espalhamento est sempre presente na fibra ptica e determina o limite m nimo de atenua o nas fibras de s lica na regi o de baixa atenua o A atenua o neste tipo de l espalhamento proporcional a pe 4 7 4 Deforma es Mec nicas As deforma es chamadas de microcurvatura e macrocurvatura ocorrem ao longo da fibra devidas aplica o de esfor os sobre a mesma durante a confec o e instala o do cabo As macrocurvaturas s o perdas pontuais localizadas de luz por irradia o ou seja os modos de alta ordem ngulo de incid ncia pr ximo ao ngulo cr tico n o apresentam condi es de reflex o interna total devidas s curvaturas de raio finito da fibra ptica 71 B1 gt B CR TICO gt REFLEX O B2 lt B CR TICO gt REFRA O PERDAS POR MACROCURVATURAS Figura 4 7 1 Deforma es Mec nicas As microcurvaturas aparecem quando a fibra submetida press o transversal de maneira a comprimi la contra uma superf cie levemente rugosa Essas microcurvaturas extraem parte da energia luminosa do n cleo devido aos modos de alta ordem tornarem se n o guiados PERDAS POR MICROCURVATURAS Figura 4 7 2 Perdas por microcurvaturas A atenua o t pica de uma fibra de s lica sobrepondo se todos os efeitos est mostrada na figura abaixo 12 COMPRIMEN
33. o dos aparelhos Para tentar resolver esse problema foi criada uma t cnica de modula o chamada OFDM orthogonal frequency division multiplex 7 6 2 Modelagem do Multipercurso Considere um determinado sinal s t representando um s mbolo a ser transmitido durante um intervalo de tempo T Num ambiente com problema de multipercurso o sinal recebido no receptor ser da forma Srec t Aos t Ai s t ti A2 s t to An s t tn Equa o 7 1 241 onde Ao a atenua o sofrida pelo sinal principal e Ai As An s o as atenua es sofridas pelas vers es refletidas e os tempos t t gt tn S o Os atrasos sofridos por cada eco A Figura 7 3 ilustra o problema do multipercurso Visto isso o sinal que representa tal s mbolo durar no receptor mais que o intervalo de tempo T Na verdade ele durar T mais o atraso sofrido pelo eco que percorrer a maior dist ncia para chegar ao receptor Assim modela se o canal por uma fun o de transfer ncia g t de dura o To O resultado da a o da fun o de transfer ncia g t sobre o sinal s t ser um outro sinal com dura o T Te Quando se transmite uma segii ncia de s mbolos de dura o T por um canal modelado como o exposto acima os s mbolos posteriores ser o influenciados pelos anteriores j que tal canal alonga a dura o de cada um deles em Te Isso caracteriza o que chamamos de interfer ncia intersimb lica Quanto maior o valor de Te
34. o que passa pelos tr s servidores at ser estabelecida a chamada Neste caso o pedido de Invite foi redirecionado para chegar no usu rio cliente Para lidar com usu rios m veis isto usu rios que podem migrar na rede o SIP define a utiliza o de um proxy que torna transparente a localiza o do usu rio para os outros 207 terminais A informa o de localiza o de usu rio mantida com o uso de um servidor de localiza o Cada vez que muda de localiza o o usu rio envia um REGISTER para atualizar a sua localiza o Ap s receber o INVITE o proxy pesquisa o servidor de localiza o usando um protocolo externo ao SIP para obter a localiza o do usu rio Em seguida o proxy serve de intermedi rio reenviando as mensagens recebidas dos dois participantes at ao estabelecimento da liga o Esta situa o ilustrada na figura 6 8 13 Servidor de localiza o 2 LOOKUP 3 REPLY 1 INVITE 4 INVITE Terminal de origem Terminal de destino Figura 6 8 13 O papel do servidor de localiza o e do proxy O protocolo SIP n o recomenda o uso de nenhum protocolo para o transporte e o controle da qualidade do tr fego de voz Entretanto costuma se usar os protocolos RTP e RTCP Essencialmente o SIP foi desenvolvido para a realiza o de chamadas dentro da Internet No entanto utilizando gateways poss vel realizar chamadas para a RTPC O SIP ainda suporta a esp
35. o transmitidos por combina es de frequ ncias com 11 um par de frequ ncias associado a cada tecla O sistema de discagem multifrequencial est substituindo o telefone dec dico por apresentar as seguintes vantagens e Diminui o tempo de discagem e Utiliza componentes eletr nicos de estado s lido e Pode ser usado para a transmiss o de dados a baixas taxas e Reduz os requisitos de equipamentos na central local e E mais compat vel com as Centrais de Programa Armazenado CPA z 1336 Hz 1209 697 Hz im 770 Hz A M r 941 Hz i o Figura 1 3 2 Teclado de um telefone multifreq encial O fundamento da telefonia o estabelecimento da liga o telef nica Para tanto al m do telefone e do sistema telef nico necess ria a exist ncia do assinante O processo inicia se com o desejo de um determinado assinante A de conversar com o outro assinante digamos B O assinante A come a ent o uma chamada por meio do sistema telef nico Essa chamada pode ser atendida pelo assinante B ou sofrer alguma interrup o por conta de congestionamento no sistema erro na discagem telefone ocupado ou aus ncia de resposta por parte do assinante chamado Em fun o do sinal recebido o assinante A pode tomar a decis o de desistir ou renovar a tentativa Essa atitude pode ser tomada imediatamente ou depois de algum tempo A nova tentativa i
36. pcituisastumarna ssgasemiariaeaitenis nias 13 Redes TelefoniCASssssssssscssscssssssosssssssscs ovesossssssesei susseosssssoss s oso essssssdessosvonssss si ovedssss csitvesisst 15 3 LINTRODUCA ssa a a a 15 22 setenta Pelo a DS Sad eo Ruan 16 2 3 Omalizac3o na Rede BELO NA am isa i Ud 18 Ple Sma lizac ACOS jo A irronneen EAEE AEAEE ERR RR 18 2 32 Sinaliza o de Linhana a E TEEN 20 2 3 3 Sinaliza o de Registrador pass esa SU Sa A SS TS 21 24 SINALIZACAO POR CANAL COMUM ap isiisagnieit ossada Sa i na 24 2A RD AS ca bic tia da REJE poe OR PR RED PNR RARE DEDE PRB e PORRA 25 2 4 2 Blocos f ncionais do RR ari rias RAT STA LUSO Rai 26 2 3 CA ISO sa nisi dad ia 28 2 6 Montagem de Rede Ielef nica Digihalizada couanasesrsssersadadiacohiisiaadaadansobianissudaiipaadas 29 20 Codiica ao de Linhares O RN 29 210 2 Transmiss o entre Contas CPAS T asetiraatdo ia inan aE OGE EGEN 31 20 3 MANS O yid radilO E E Ta 32 2 64 Transmissao por Canal GUilad Oisen iaie e aN a 33 2 6 3 Conversa FEDM TDM assis soco sisinnousaiiiasb ias aa india o E O E 33 2 7 Transforma o da Rede Telef nica com a Digitaliza o iiiii 35 28 Confiabilidade Dispombilidade amp Seguran a scinsioni 36 2 9 Evolu o d Rede Telef nica para a BDSL o siiniiaassiiias isistatidosiaassisnisdoimaic aiii 37 2 10 Rede Digital de Servi os Integrados RSI aseiispcotuassasrasispodondasdes tada gorda sun dalda ui atan 38 2101F DENNA Oare D 3
37. rdicos lan aram seu sistema o NMT e ap s dois anos foi a vez do Reino Unido implantar o TACS No Brasil o primeiro sistema foi o AMPS introduzido pela Telerj Celular em 1990 Esses primeiros sistemas ficaram sendo conhecidos como a primeira gera o da telefonia celular Eram todos anal gicos usavam FM para modular a voz A segunda gera o de celulares nasceu no in cio dos anos 90 Trouxeram consigo os sistemas digitais As principais vantagens desses em rela o aos anal gicos s o e Melhoria da efici ncia espectral permitiu que o acesso seja feito por multiplexa o do tempo ou de c digos Dessa forma mais de um usu rio pode utilizar mesma faixa de frequ ncia e Rejei o interfer ncia consegii ncia das t cnicas de modula o digital e Utiliza o de c digos corretores de erro para a mesma pot ncia das ERB s melhor qualidade de servi o e Barateamento do hardware o que possibilitou o grande crescimento da telefonia celular em todo o mundo 222 Em 1997 foram implantados no Brasil os primeiros sistemas de telefonia celular digital No ano seguinte o governo federal privatizou as empresas de telecomunica es Depois disso a telefonia m vel explodiu e hoje 2003 existem mais celulares que telefones fixos no pa s J3 PADR ES DE TELEFONIA M VEL CELULAR Nessa se o ser o caracterizados os principais padr es de telefonia m vel celular encontrados no Brasil nos primeiros anos do
38. s o estabelecidas duas conex es unidirecionais RTP eventualmente com codifica es diferentes em cada sentido A sincroniza o de udio realizada com RTCP Durante uma chamada estar o abertos cinco canais de comunica o entre os terminais um canal de sinaliza o da chamada Q 931 um canal de controle da chamada H 245 dois canais RTP um direto e outro reverso de envio de dados e um canal RTCP de controle dos dados Qualquer um dos terminais pode terminar a liga o usando o sinal HANGUP do protocolo de sinaliza o Q 931 Depois de terminada a liga o o terminal H 323 informa ao gatekeeper que os recursos alocados naquela chamada j podem ser liberados SIP Session Initiation Protocol O padr o H 323 visto pela comunidade da Internet como um produto t pico das operadoras telef nicas extenso complexo e inflex vel O SIP foi o protocolo proposto pela IETF para controlar o estabelecimento de chamadas telef nicas de videoconfer ncias e outras liga es multim dias O SIP um m dulo isolado que lida apenas com o estabelecimento de liga es Estas liga es podem ser ponto a ponto multiponto e ponto a multiponto Al m disso o SIP prov os servi os de localiza o de um terminal de determina o dos recursos de um terminal e de sinaliza o para estabelecimento e encerramento de chamadas Num sistema SIP o endere o de um terminal dado por um URL Uniform Resource Locator que pode conter ende
39. s de microfone alto falante display e teclado Faz tamb m interface com outros equipamentos como fax e computador E composto por duas partes o ME mobile equipment o aparelho a parte que faz a interface com o usu rio o SIM subscribe identity module cart o que cont m todas as informa es relacionadas assinatura no lado do usu rio Respons vel por informa es de seguran a A interface entre SIM e ME plenamente especificada BSS base station sub system esta o r dio base ERB controlada por um MSC que por sua vez controla v rios BSS s Re ne os equipamentos relacionados r dio frequ ncia Faz o contato com a MS atrav s da interface a rea Faz tamb m o contato com os comutadores do NSS Tem a fun o final de conectar a MS com o NSS Al m 228 disso gera dados estat sticos que s o enviados ao OSS para p s processamento E dividido em o BTS base transceiver station re ne os transceptores e os r dios Faz tamb m o controle da pot ncia de transmiss o a organiza o do paging sinal transmitido a todas as reas de localiza o e que cont m a identifica o do assinante sendo que todas as MS da rea recebem o sinal mas s a MS objetivada responde estabelecendo a liga o ponto a ponto e o controle de handoff Os transceptores s o respons veis pela codifica o de canal pela cifragem pela modula o dos dados e pelas medi es de pot ncia dos sinais e da
40. til e Grau de urg ncia pequeno A figura abaixo mostra um exemplo de tipos de tr fego e perdas em um sistema telef nico onde Ncb representa o n mero de chamadas b sicas N o n mero total de chamadas incluindo as que foram originadas por repeti o CO s o as n o completadas por congestionamento LO as n o completadas pela linha estar ocupada NR as n o completadas por conta do assinante B n o responder e ou representando outros motivos para perda dados da TELERN 110 N 48 96 44162 n EE aa ge C0 1427 CHAMADAS OU 564 SISTEMA CO 2532 COMPLETADAS TELEFONICO LO 13871 No OU 1996 TENTATIVAS E EEE NR 5161 REPETIDAS E Eita OU 1432 CO 1105 NR 2067 LO 2002 CHAMADAS ABANDONADAS Figura 5 3 1 Exemplo de tr fego em um sistema telef nico Vemos que de 100 chamadas b sicas apenas 76 s o efetivamente completadas Dessa forma o planejamento do sistema deve levar esses dados em considera o de forma a incluir procedimentos que minimizem as perdas verificadas Podemos ver algumas estat sticas relativas qualidade do servi o oferecido na Tabela a seguir Podemos expressar o n mero m dio de tentativas por chamada completada como 1 N z onde q representa a probabilidade de insucesso numa tentativa e r a E l g r probabilidade de repeti o de uma tentativa sem sucesso N o h conversa o 3050 Jos Tabela 5 3 1 Estat sticas do Sistema Telef nico 111 A pr xima
41. 2 2 Par metros do Som Os par metros do som podem ser descritos atrav s de algumas vari veis tais como a velocidade de propaga o no meio No caso do ar por exemplo temos a seguinte equa o E 2 273 Onde T a temperatura em Kelvin Outro par metro o espectro de fregii ncia que na faixa aud vel varia de 20 Hz a 20 kHz para a grande maioria das pessoas essa faixa reduzida sendo que as frequ ncias abaixo de 20 Hz s o denominadas de infra som e as acima de 20 kHz s o chamadas de ultra som muito utilizadas por exemplo na medicina para exames pr natais para aplica es musicais onde a frequ ncia se chama altura esse espectro varia de 20 Hz a 10kHz e para telefonia de 300 Hz a 3 4 kHz Ainda devemos considerar a amplitude do som que determina a sua intensidade e fun o da pot ncia com que um som produzido por uma fonte De acordo com a amplitude podemos classificar um som entre fraco ou forte A amplitude de um som determinada pela seguinte fun o I t Pt p o v onde P a pot ncia p a densidade do meioe v a velocidade do som no meio Por fim podemos falar sobre o Timbre Esta caracter stica do som fundamental para que distingamos os sons e vozes de mesma frequ ncia emitidos por fontes diferentes tais como pessoas ou instrumentos musicais diferentes O timbre de um determinado som a combina o dos harm nicos da frequ ncia fundamental e suas amplitudes Podemos a
42. 256 PAN LEtS LE ED ASEE E E E E E E E 258 PN ELOLE E p E E E E AE 287 Pod olifi oa go 7 PESMR CANADA Ro SRA ERR E A MN RR SPREAD ER PD RD DE ND ssri osso sis inss 301 viii No es de Ac stica e Telefonia 1 1 INTRODU O UMA BREVE HIST RIA DA TELEFONIA 1 1 1 Eletricidade e Magnetismo A telefonia assim como in meras outras reas da Engenharia El trica e ci ncia modernas teve seu in cio com a descoberta e desenvolvimento da Eletricidade e do Magnetismo cujos estudos foram iniciados em 1830 pelo ingl s Michael Faraday Como nos mais variados temas de pesquisa a pergunta da poca e realmente satisfat ria era Para que serve Eletricidade e Magnetismo De 1830 a 1900 os cientistas foram descobrindo as aplica es deste ramo da Ci ncia tornando as indispens veis no dia a dia O Telefone inventado em 1876 foi uma das primeiras aplica es A primeira inven o foi feita em 1837 por Samuel Morse o Tel grafo El trico que permite a comunica o entre dois pontos ligados por uma fia o condutora Dai surgiram duas tecnologias de Telecomunica es uma que suprimia a fia o condutora usando transmiss es de ondas eletromagn ticas no ar R dio Televis o e outra que mantinha a fia o Tel grafo Telefone Fax Com o Telefone M vel sem fia o e a Televis o a cabo estas tecnologias voltaram a se encontrar O come o da Telefonia foi confuso sem uma no o clara do que poderia ser transmitido
43. 9 resume o escopo da recomenda o H 323 Equipamentos de v deo c meras monitores Equipamentos de udio microfones f alto falantes Aplica o de dados de usu rio T 120 Controle H 2d5 Interfaces de a TO sistemas de Chamadas controle H 225 0 RAS H 2250 Figura 6 8 9 Recomenda es H 323 Como visto anteriormente a norma H 323 especifica os requisitos e protocolos para sistemas de transmiss o de voz em redes baseadas em pacotes Para a codifica o e decodifica o da voz um dos padr es sugeridos o G 711 suportado por todos os terminas H 323 Outros codificadores com maior taxa de compress o podem ser usados como ser mostrado adiante O padr o H 323 recomenda o uso tanto do RTP quanto do RTCP para o transporte e controle da qualidade do tr fego de voz J os protocolos H 245 e Q 391 s o respons veis respectivamente pela negocia o do protocolo de codifica o e pelo o estabelecimento e o fechamento das liga es Por fim o protocolo H 225 o respons vel pela comunica o dos terminais com o gatekeeper Ele gerencia o canal de comunica o chamado de RAS Registration Admission Status entre os dois dispositivos O H 225 permite a uni o de 203 terminais a movimenta o de um terminal para fora da sua zona e a negocia o da largura de banda Podemos observar os protocolos e suas respectivas camadas usados no H 323 na figura 6 8 10 Figura 6 8 10
44. Assim logo se tentou a transmiss o de c pias de documentos Fax em 1843 por Alexandre Bain que foi conseguida mas teve de esperar o desenvolvimento da Eletr nica para se tornar popular O alem o Philipp Reis obteve em 1860 resultados razo veis com um aparelho que transmitia m sica atrav s de fia o mas por ser exclusivamente para m sica teve divulga o limitada Um ponto muito importante na hist ria das telecomunica es se deve a Alexander Graham Bell Um pouco de sua hist ria torna interessante nossa leitura Passemos a ela 1 1 2 A hist ria de Bell Alexander Graham Bell nasceu em Edimburgo na Esc cia em 1847 Seu interesse na reprodu o de sons vocais pode ser atribu do em parte ao trabalho de seu pai Alexander Melville Bell que foi um especialista na corre o da fala e no ensino de deficientes auditivos Figura 1 1 1 Alexander Graham Bell Em 1871 Bell imigrou para a cidade norte americana de Boston estado de Massachusetts Foi professor de fisiologia vocal na Universidade de Boston onde em 1873 iniciou conven es para professores de surdos Foi tamb m o fundador da Associa o Americana para Promo o do Ensino da Fala aos Deficientes Auditivos De 1873 a 1876 Bell envolveu se em diversos experimentos que posteriormente levaram no a descobrir o telefone Sua pesquisa foi financiada pelos pais de dois de seus alunos um deles chamado Gardiner Hubbard tinha uma filha surda Mabel que poster
45. Conselho de Padroniza o do IEEE aprovou um pedido de autoriza o de projeto para o 10 GE e o grupo de trabalho do IEEE 802 3ae come ou imediatamente o trabalho O compromisso com este novo desenvolvimento aumentou consideravelmente e ent o mais de 225 participantes representando pelo menos 100 companhias foram envolvidos neste esfor o t cnico De fato um progresso incr vel foi alcan ado com a proposta inicial do padr o que foi liberado em setembro de 2000 e a vers o 2 0 foi liberada em novembro de 2000 Estas primeiras tentativas representaram um marco significativo no processo de desenvolvimento desde as vers es mais pesadamente debatidas A camada f sica PHY e suas interfaces dependentes dos meios f sicos PMD foram padronizadas e definidas O processo de desenvolvimento do IEEE 802 3ae foi realizado com sucesso e alcan ou seu objetivo de ser um padr o ratificado em junho de 2002 Figura 4 12 4 Estrangulamento da largura da faixa A Ethernet ptica fornece hoje o que somente poderia ser imaginado h pouco tempo Muda fundamentalmente a maneira atrav s da qual as redes est o sendo projetadas constru das e operadas criando uma solu o nova de interliga o que estende os limites do ambiente LAN para abranger a MAN e a WAN A Ethernet Optica fornece um trajeto de transmiss o transparente permitindo que os provedores de servi os aumentem seu faturamento e diminuam os custos enquanto continuam a supor
46. DE OND Bom N Regular gt Pobre Ruim 1 2 4 8 16 32 4 Taxa de Tx kbits s Fonte University of Southampton http haramm mobile ecs soton ac uk jason speech codecs common classes html Figura 6 8 14 compara o entre os diferentes tipos de codecs Podemos perceber ent o que os codificadores por formato de onda s o os que melhor representam a voz mantendo assim uma qualidade mais alta o que implica em uma taxa de bits elevada 64kbps Entretanto os codificadores h bridos quando analisados para uma qualidade de voz de boa para regular mostraram se mais eficientes que os codecs por formato de onda apresentando uma taxa de bits mais baixa O 6 711 o codificador mais b sico definido pela ITU T Este codificador utiliza a modula o PCM Pulse Code Modulation em que cada amostra representada por um byte Sendo assim a taxa de transmiss o da voz PCM de 64 kbps Na quantiza o utilizada uma escala logar tmica de modo a aumentar a resolu o de sinais com n veis de tens o mais baixos onde se encontra a maior parte da informa o do sinal O algoritmo PCM um codificador simples por formato de onda e insere um atraso de 0 125ms que o tempo de 209 codifica o de apenas 1 bit A escala logar tmica de convers o est ilustrada na Figura 6 8 15 fA ew siz 1024 FKE 1288 B 128 Figura 6 8 15 N veis de entrada e sa da na quantiza o do sinal de voz Existem codificad
47. Ethernet da LAN para Complexidade LAN para WAN WAN At 10 Gbitis 2 Mbitis a Largura de faixa de Fracionada Eis E3s Eds qualque sta acesso Dias para provisionar qualquer instan Horas para provisionar valo ata cia e p Desempenho a P Em Desempenho fim a fim da LAN ada Pessoal T cnico Generalistas de rede Tabela 4 12 2 Ethernet ptica Primeiro a Ethernet ptica simplifica a rede Como uma tecnologia sem conex o de camada 2 a Ethernet ptica remove as complexidades de endere amento da rede e outros problemas de complexidade da rede tais como os existentes com as redes baseadas em Frame Relay FR e em Asynchronous Transfer Mode ATM A Ethernet ptica tamb m remove a necessidade de m ltiplas convers es de protocolos que criam grandes dores de cabe a aos operadores da rede com respeito ger ncia porque Ethernet fim a fim As m ltiplas convers es de protocolos tamb m impedem o bom desempenho da rede aumentando a lat ncia e o jitter Estes atributos s o importantes descrevem o progn stico e o atraso em uma rede e determinam que servi os e aplica es podem ser oferecidos eficazmente A simplicidade da rede Ethernet ptica tamb m se estende para o provisionamento e a reconfigura o da rede Os neg cios n o t m mais que esperar muitos dias por nEls adicionais ou gastar tempo reconfigurando a rede cada vez que uma mudan a seja feita A largura de faixa da Ethernet ptica pode
48. High Speed Circuit Switched Data o Usa comuta o por circuito o Transmite dados com at 60 kbps o Ocupa boa parte dos recursos da interface a rea o Usu rio utiliza se de 1 a 8 slots de tempo simultaneamente e GPRS general packet radio service e EDGE enhanced data rates for GSM environment 227 As caracter sticas da fase 2 foram fixadas em intervalos regulares releases Os comit s subt cnicos da ETSI conhecidos por SMG1 at 12 s o os respons veis pela evolu o t cnica das especifica es Al m da fase 2 UMTS 36 46 56 Subsistemas do GSM O sistema GSM interage com tr s agentes o operador do sistema os usu rios e as redes externas Para o usu rio a fronteira com o sistema a interface de r dio que ele acessa atrav s de seu aparelho Entre o usu rio e o sistema existem 2 sub sistemas o BSS e o MS Para as outras redes de telecomunica es a fronteira o MSC que permite tr fego entre partes do sistema GSM sem comunica o direta entre si Entre essas redes e o sistema existe outro subsistema o NSS Para o operador essa fronteira est entre as esta es de trabalho e os funcion rios respons veis pela opera o e manuten o do sistema Entre o operador e o sistema existe um subsistema o OSS e MS mobile station esta o m vel nico equipamento percebido pelo usu rio Respons vel pela transmiss o e recep o de sinais de udio faz a interface com o usu rio atrav
49. K Optical Fiber Systems McGraw Hill Book Company 1988 GIOZZA William F CONFORTI Evando WALDMAN H lio Fibras pticas Tecnologia e Projeto de Sistemas McGraw Hill Book Company 1991 301 20 21 22 23 24 25 26 SILVA Loreno BRAND O Waldemir NOBRE Celso Sistema de sinaliza o por canal comum CCITT n 7 Telebr s 1983 BELLAMY John Digital Telephony 3a ed Wiley Interscience 2000 GARCIA Alberto Leon Probability and Random Processes for Electrical Engineering 2 ed New York Addison Wesley 1994 PRADO Darcy Santos do Teoria das Filas e da Simula o Belo Horizonte Editora de Desenvolvimento Gerencial 1999 ALLES Antony ATM Internetworking Cisco Systems Inc May 1995 Disponivel em julho de 1998 no endere o www cellrelay com cisco htm BOUNDEC J Y The Assynchronous Transfer Mode a tutorial Computer Networks and OSDN Systems vol 27 n 1 Outubro 1992 Sites da Internet a http www bellfone com br Bellfone Telecomunica es Ltda http www wirelessbrasil org http www 1 0emtudo com br http www atmforum org The ATM F rum http www teleco com br http www itu int International Telecommunication Union http www pt com SS7 Tutorial by Performance Technologies same no p http Awww elsevier com Elsevier scientific technical and health information fd http Aw ww nortel com Nortel Networks http Aw ww luc
50. M todos do SIP Como mencionado anteriormente as respostas do protocolo aos pedidos acima s o respostas de tr s d gitos em que o primeiro digito especifica o tipo de mensagem e os outros dois o c digo da mensagem S o os diferentes tipos de resposta e XX Progresso e 2XX Requisi o bem sucedida e 3XX Redirecionamento e 4XX Requisi o Incorreta e 5XX Falha do servidor e 6XX Falha Global 206 O ambiente SIP possui tr s servidores diferentes para os seguintes casos e Servidor de Registro recebe atualiza es da localiza o dos usu rios na rede e Servidor Proxy recebe requisi es e encaminha para outros servidores que contenham informa es mais precisas sobre a localiza o do usu rio e Servidor de Redirecionamento recebe requisi es Ao inv s de as encaminhar para servidores retorna o endere o do servidor para o qual a requisi o deve ser direcionada Dessa forma a figura 6 8 12 exemplifica um pedido de conex o utilizando os tr s tipos de servidores existentes Usu rio UAC Serv Proxy Serv Registro DNS Usu rio UAS REGISTER Figura 6 8 12 Estabelecimento de chamada com redirecionamento Inicialmente o usu rio cliente UAC faz o pedido de registro ao servidor Proxy que envia ao servidor de registro a informa o sobre sua localiza o A confirma o 200 vem em seguida garantindo o sucesso da opera o Em seguida este usu rio j envia um pedido de conex
51. O WCDMA un sistema de transmiss o de dados sem fio de banda larga wideband baseado no m todo de propaga o de espectro e possui um importante papel na evolu o das comunica es m veis sem fio porque tem quase a mesma performance de transmiss o que as comunica es com fio J adotado como o sistema de comunica o da terceira gera o em v rias comunidades de padroniza o na Europa e no Jap o A velocidade do tr fego de dados chega a 2 Mbps para cada usu rio Servi os com comuta o por pacotes e por circuitos podem ser livremente combinados com larguras de banda vari veis e serem entregues simultaneamente ao usu rio com n veis de qualidade especificos As exig ncias da largura de banda para um usu rio podem ser mudadas durante uma sess o O WCDMA pode ser desenvolvido dentro da nova faixa de freq ncia de 2 GHz reservada para servi os da terceira gera o UMTS IMT 2000 ou dentro das faixas de freq ncia j utilizadas Esse padr o pode ser considerado como uma tecnologia com baixos riscos o que uma considera o importante tamanha a velocidade com que os mercados est o se movimentando Usando WCDMA como o padr o para UMTS na Europa e para IMT 2000 globalmente procura se realizar as esperan as e as inten es originais da padroniza o da pr xima gera o pela primeira vez ajustar um padr o verdadeiramente global para comunica es sem fio conduzindo oportunidade de roaming global
52. Regenera o Regenera o Fi Fi pis 2E Fimdase o im oe VIA de Multiplexa o Origem Destino do servi o prestado Figura 6 6 2 Rede em camadas Entende se por Via o caminho percorrido pelo sinal entre a origem e o destino Nesse caminho o sinal acondicionado no frame SDH que faz o seu transporte atrav s de todos 173 os equipamentos da rede nessa rota Em cada equipamento de acordo com a sua fun o o frame processado pelas camadas adequadas para ser restaurado ou para extrair ou inserir novos servi os Em cada etapa desse processo a informa es de administra o e supervis o do SDH s o geradas e inseridas no frame O modelo em camadas para um determinado equipamento da rede apresentado na figura a seguir CAMADA DE CIRCUITO CIRCUITOS BE Via de VOA aa AEE PE O via de Alta Ordem Camada de Via SE O DE MULTIPLEXA O Camada de Se o SE O DE REGENERA O I N w a Li T tr w N T lt a E X o k o kz m kr m E m Camada do Meio F sico zm E wu 2 E pi gej MEIO F SICO Figura 6 6 3 Modelo de camadas A camada do meio de transmiss o dependente do meio utilizado e por isso foi dividida em 2 camadas distintas meio fisico e se o A camada do meio fisico realiza o condicionamento do sinal de acordo com esse meio seja ele ptico ou el trico A camada de se o tamb m est divid
53. VPNs aplicam t cnicas de tunelamento para isolar o tr fego pertencente rede privada do resto do tr fego na rede Para esta aplica o o MPLS pode ser visto como uma tecnologia de tunelamento que suporta a implementa o de servi os de VPN Por ltimo o plano de controle foi estendido e generalizado para servir como plano de controle para tipos diferentes de redes de transporte comutadas desde redes comutadas a pacotes e tecnologias baseadas em multiplexa o por divis o no tempo TDM a redes de transporte ticas comutadas automaticamente Esse plano de controle gen rico est sendo padronizado pelo IETF dentro do conceito de MPLS generalizado GMPLS 180 6 7 2 Conceitos e funcionamento Muitos conceitos b sicos aplicados a qualquer tecnologia de encaminhamento devem ser revisados antes de descrever o funcionamento do MPLS Roteamento routing o termo utilizado para descrever as a es tomadas por qualquer rede para transmitir pacotes Pode haver um n mero qualquer de roteadores em uma rede conectados de forma arbitr ria Os pacotes avan am na rede sendo enviados de uma m quina outra em dire o ao seu destino Protocolos de roteamento permitem a cada m quina entender qual deve ser o pr ximo n em que um pacote deve passar para chegar ao seu destino Os roteadores utilizam protocolos de roteamento para construir as chamadas tabelas de roteamento Quando um pacote recebido e deve ser toma
54. administra o 10 Tabela 2 8 1 Objetivos de indisponibilidade 36 29 EVOLU O DA REDE TELEF NICA PARA A RDSI A exist ncia de redes de comunica o independentes para cada tipo de servi o voz e dados n o interessante j que n o h compartilhamento dos recursos da rede A digitaliza o e codifica o dos sinais de comunica o tornaram poss vel a integra o de servi os O usu rio se beneficia coma a melhora da qualidade redu o de custos e maior variedade de servi os dispon veis A operadora ganha maior efici ncia e uma otimiza o da rede e dos equipamentos Para garantir a interoperabilidade dos servi os o planejamento e normatiza o da Rede Integrada devem atender aos seguintes aspectos versatilidade velocidade de sinaliza o confiabilidade seguran a na transmiss o e privacidade na comunica o 37 2 10 REDE DIGITAL DE SERVI OS INTEGRADOS RDSI 2 10 1 Defini o A RDSI Rede Digital de Servi os Integrados em ingl s ISDN Integrated Services Digital Network uma rede unificada que permite transmiss o de voz e dados simultaneamente proporcionando uma variedade de servi os ao usu rio A RDSI se caracteriza pelos seguintes aspectos e Aproveitamento da atual infra estrutura do RTPC e Integra o de Voz Dados e Imagens na mesma Rede e Confiabilidade na Transfer ncia de informa es e Padroniza o de interfaces de usu rios a conex o aos diferentes servi os
55. altos o uso da tecnologia de fibras pticas em redes locais de computadores tem se limitado principalmente aos grandes sistemas o caso por exemplo do sistema RIPS Research Onformation Processing System do Centro de Pesquisa de Tsukuba no Jap o e da rede com integra o de voz que a companhia Delta Air Lines opera no aeroporto internacional de Atlanta nos EUA O sistema RIPS cuja configura o geral mostrada na Figura abaixo integra atrav s de fibras pticas servi os de transmiss o de voz dados e imagem para atender s atividades de P amp D de mais de 3 000 pessoas Uma outra classe de aplica o justificando economicamente o uso de fibras pticas em redes locais de computadores tem sido em f bricas ou plantas onde os processos t m requisitos de confiabilidade imperativos usinas nucleares el tricas etc ou exigem grandes capacidades de transmiss o como os sistemas de manufatura integrada CAD CAM etc Figura 4 13 5 Configura o geral do sistema RIPS 102 4 14 A FIBRA PTICA E A EMBRATEL 4 14 1 Introdu o Para dar maior flexibilidade ao atendimento de clientes e introduzir novas fun es nas suas redes a Embratel estar implantando em 2004 ap s testes de laborat rio no Centro de Refer ncia Tecnol gica CRT e de campo uma s rie de novas tecnologias que seguem a tend ncia mundial de retomada de novas implementa es nas redes de telecomunica es 4 14 2 SDH NG SDH de
56. cabe alho da c lula e s o Constru o da c lula adi o do cabe alho Recep o da c lula e valida o do cabe alho Estabelecimento e libera o de conex es virtuais Mux Demux de conex es virtuais Processamento na rede roteamento controle de tr fego e prioridade suporte para sinaliza o suporte para fun es de OAM fluxos f4 e f5 Antes de analisar as fun es da camada ATM ser necess rio descrever a c lula seu cabe alho e os diferentes tipos de c lulas existentes 161 6 5 4 A c lula ATM As c lulas s o de tamanho fixo de 53 bytes com um cabe alho que ocupa 5 bytes e um campo de informa o com 48 bytes de comprimento Dessa forma cada c lula identificada por seu cabe alho que cont m informa es indicando a conex o com o circuito virtual A c lula ATM pode ser representada como mostra a figura a seguir Cabe alho Informa o Figura 6 5 8 C lula ATM Pelo fato das c lulas serem de tamanho fixo s o diretamente respons veis pelo enorme ganho de desempenho dos comutadores terminais e dispositivos de comunica es A grande raz o para as c lulas oferecerem esse ganho porque elas podem ser processadas mais eficientemente que pacotes de tamanho vari vel ou bit streams Al m disso atrav s da segmenta o do tr fego em tamanho fixo as c lulas se tornam um poderoso mecanismo que pode multiplexar tr fegos de diferentes caracter stica
57. camada de rede deve tornar transparente para a camada de transporte a forma como os recursos dos n veis inferiores s o utilizados para implementar conex es de rede Deve tamb m equalizar as diferen as entre as diversas sub redes utilizadas de modo a fornecer um servi o nico a seus usu rios independentemente da rede utilizada Suas principais fun es s o e roteamento determina o das rotas apropriadas para a transmiss o dos dados entre dois endere os origem e destino atrav s de algoritmos de roteamento e multiplexa o da conex o de rede v rias conex es de rede podem ser multiplexadas sobre uma nica conex o de enlace a fim de otimizar a utiliza o desta ltima e segmenta o e blocagem caso as sub redes envolvidas em uma comunica o fim a fim possuam diversos tipos e tamanhos de quadros a camada de rede deve exercer fun es de segmenta o de quadros e remontagem destes no destino e controle de erro detecta e dependendo da qualidade do servi o exigida at corrige erros de altera o perda duplica o e n o ordena o das unidades de dados e segiencia o a camada de rede respons vel por manter a ordem das unidades de dados de servi o de rede a serem transmitidas na rede e recebidas pela camada de transporte no destino e controle de fluxo controle da taxa em que os dados s o transmitidos de forma que o transmissor n o envie mais dados do que o receptor tenha capacidade de receber
58. chamado A passagem de um grupo para outro determinada pela central destino A tabela 2 3 3 apresenta os sinais para tr s em detalhes 23 2 4 SINALIZA O POR CANAL COMUM Neste tipo de sistema a sinaliza o entre centrais utiliza canais exclusivamente dedicados sinaliza o isto independentes dos canais de voz que s o respons veis pela troca de informa es relativas a todas as chamadas em andamento ou em estabelecimento Como o tempo gasto para a sinaliza o relativamente curto quando comparado com o tempo de conversa o a sinaliza o por canal comum apresenta a grande vantagem de conseguir em um nico canal de sinaliza o tratar de milhares de chamadas al m da flexibilidade de inserir novos sinais com o aparecimento de novos servi os Pode se dizer que entre duas centrais que se comunicam utilizando o sistema de sinaliza o por canal comum existe um canal de dados respons vel pela transmiss o da sinaliza o correspondente aos demais canais na pr tica pode haver mais de um O ITU T padronizou um sistema de sinaliza o por canal comum chamado Sistema de Sinaliza o N mero 7 ou SS amp 7 que o sistema adotado no Brasil Como o canal de sinaliza o um canal de dados entre as centrais o SS 7 padroniza um protocolo de comunica o digital baseado no modelo OSI Open System Interconnection importante observar que o canal de sinaliza o por defini o n o precisa utilizar o mes
59. com grande parte dos protocolos de LANs e WANS dispon veis hoje e no futuro Uma segunda vantagem significativa o uso de um protocolo de rede nico e de uma rede nica para o transporte de dados Com isso torna se mais f cil e econ mico o desenvolvimento de solu es integradas e de grande valor agregado Por exemplo ao atender os requisitos de um cliente que usa voz p ginas web e outros servi os de rede simultaneamente em um s meio se obt m uma maior qualidade de comunica o que a rede telef nica por si s n o pode igualar j que s entrega voz O custo sem d vida alguma uma outra vantagem da telefonia IP O incentivo ao uso das redes IP a Internet e ou as Intranets como uma solu o alternativa s redes telef nicas tradicionais a base para o desenvolvimento da ind stria de voz sobre IP Estima se que grande parte das corpora es poder reduzir suas faturas telef nicas mensais metade j que ao transportar voz pela Internet poss vel converter todas as chamadas de longa dist ncia em chamadas locais Outros aspectos como seguran a e confiabilidade tamb m s o mais f ceis de se obter em uma rede unificada para transmiss o de voz e dados A escalabilidade tamb m imediata e linear por usu rio evitando assim as custosas reestrutura es nas redes telef nicas quando estas chegam a sua capacidade m xima Atualmente vemos apenas os primeiros passos da tecnologia voz sobre IP Sem d vida com
60. como um hub chamado de repetidor multiporta A diferen a entre o hub e o switch que os switches tomam as decis es com base nos endere os MAC e os hubs n o tomam nenhuma decis o Devido s decis es que os switches tomam eles tornam uma LAN muito mais eficiente Eles fazem isso comutando os dados apenas pela porta qual o host apropriado est conectado Ao contr rio um hub enviar os dados por todas as portas para que todos os hosts tenham que ver e processar aceitar ou rejeitar todos os dados Os switches primeira vista se parecem com os hubs Os hubs e os switches t m muitas portas de conex o uma vez que parte de suas fun es a concentra o da conectividade permitindo que muitos dispositivos sejam conectados a um ponto na rede A diferen a entre um hub e um switch o que acontece dentro do dispositivo A finalidade de um switch concentrar a conectividade ao mesmo tempo tornando a transmiss o de dados mais eficiente Por ora pense no switch como algo capaz de combinar a conectividade de um hub com a regulamenta o do tr fego de uma bridge em cada porta Ele comuta os quadros das portas de entrada interfaces para as portas de sa da enquanto fornece a cada porta a largura de banda completa 119 Roteador O roteador um dispositivo que est na camada de rede do modelo OSI tamb m conhecida como camada 3 Trabalhar na camada 3 permite que o roteador tome decis es com base nos grupos de en
61. de dados hoje implementadas separadamente poderiam ser unificadas atrav s do ATM Para unificar os diversos tipos de servi os ele exige uma camada de adapta o AAL ATM Adaptation Layer que se localiza na parte superior do n vel de enlace e efetua a adapta o dos diversos tipos de tr fego que os servi os necessitam A figura a seguir ilustra o que foi dito acima Segmenta o em C lulas ATM Tipos de Servi o n Lee O DD Multiplexa o Vari vel Fluxo de sa da de C lulas ATM Taxa constante de c lulas Tr fcgo cm Rajadas leses 6 Taxa Constante ED O O Figura 6 5 1 ATM Servi os de multim dia com voz e imagem suportam pequenas perdas nos dados uma vez que a perda de poucas c lulas impercept vel audi o e vis o humana mas n o suportam atrasos Inversamente fluxos de dados de informa es podem suportar pequenos atrasos mas de maneira alguma podem conviver com perda nos dados 156 As c lulas s o transmitidas atrav s de conex es de circuitos virtuais sendo seu encaminhamento baseado em informa es do cabe alho contido em cada uma delas como ser visto adiante Na hora da conex o s o estabelecidos diversos par metros de conex o Como exemplo tem se a taxa m xima de c lulas em horas de pico se uma conex o com taxa de transmiss o vari vel ou fixa etc Tamb m negociado um par metro de Qualidade de Servi o QoS que determina o m
62. destes tokens ajudando a controlar de quem a vez de transmitir e sincroniza o para se evitar por exemplo a perda de um volume de dados muito grande que estiver sendo transmitido em uma rede n o confi vel utiliza se o conceito de ponto de sincroniza o O ponto de sincroniza o corresponde a marcas l gicas posicionadas ao longo do di logo Toda vez que um usu rio recebe um ponto de sincroniza o deve enviar uma resposta confirmando que este foi recebido Caso a transmiss o por algum motivo seja interrompida ela pode ser reiniciada a partir do ltimo ponto de sincroniza o confirmado e gerenciamento da camada de sess o 6 3 8 Camada de Apresenta o A camada de apresenta o ao contr rio das camadas inferiores j n o se preocupa com os dados a n vel de bits mas sim com a sua sintaxe ou seja sua representa o Nela definida a sintaxe abstrata ou seja a forma como os tipos e os valores dos dados s o definidos independentemente do sistema computacional utilizado e a sintaxe de transfer ncia ou seja a maneira como realizada esta codifica o Por exemplo atrav s da sintaxe abstrata define se que um caracter A deve ser transmitido A sintaxe de transfer ncia especifica ent o como este dado ser codificado em ASCII ou EBCDIC ao ser entregue camada de sess o Outras fun es que a camada de apresenta o pode executar s o a criptografia e compress o de dados 6 3 9 Camada de
63. e Miale Onseniin a e a 106 5 2 2 ONE MEDO as DD doa 107 5 3 PRINC PIOS DO DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA TELEF NICO 109 5 3 1 Fatores que afetam o dImCNSIDAAINENLO csmioomsisspsarsisipuiktssmodemasinc on iaaanansanagas asda 109 J32 Estatisticas do Sitem inan a O nanda daidad o 110 5 4 CARACTER STICAS DO PROCESSO DE CONEX O 113 Redes de ComputadoreSs ssessseossooesoosssoesssesssocssoossoossesesssessseossooesoosssossssesssesssoesssssssosesssss 116 6 1 INTRODU O A REDES DE COMPUTADORES eseeirerereererrreeren 116 GAT Concetto de tede ceoninssangeenaron ee OEE E rE injeta tag 116 6 1 2 O surgimento das redes de computadores sssnissaresnisos cas adoimadas a saanito ita Parana 117 6 1 3 Equipamentos de redes de computadores scauurecacisaeiaasantatarenetosaratiicontadamasento 118 6 2 TOPOLOGIAS DEREDE ooaios ga grndi seagate eaS 122 6 2 1 Topologia de DAR ameno ai ssaaaisiriadia ei A oii 122 6 2 2 Topologia enrane saia aan add A Rd a na 123 6 2 3 Topologia em anel duplOrsaisuracss PRN RPA RN RR SRD CRS RR E 123 6 24 Topologia Ca esie aunen a g di alada 124 6 2 3 Top lo is enm estela estendida iiscnenieainia EES 125 6 20 Topolo pig enar yore seian E O PR RR CR PR 125 id Topologia ERG sesenta E E EIN 126 6 28 Topologia em Malhas aee ER EAERI 127 Des Topologia Ge Mlaen ai ei 127 6 3 MODELO OSI DE ARQUITE TURA ssessessssesesssessrststtetststsstststrtsesressersessrenerssesee 129 Gsl Primitiva de SEO Sa pa
64. e transfer ncia de dados expressos a transmiss o de dados expressos tem por finalidade estabelecer prioridade de transmiss o para alguns dados como sinaliza o e interrup o sobre os dados normais e sele o de servi o permite a escolha do servi o de rede de modo a garantir que os servi os oferecidos pelas diversas sub redes sejam equivalentes e gerenciamento a camada de rede deve efetuar tarefas de gerenciamento relacionadas qualidade de servi o oferecida caracterizada pelos par metros citados acima 141 A camada de rede pode prestar servi os orientados conex o CONS Connection Oriented Network Service ou servi os n o orientados conex o CLNS ConnectionLess Oriented Network Service Um exemplo de protocolo utilizado na camada de rede o X 25 6 3 6 Camada de Transporte A camada de transporte prov mecanismos que possibilitam a troca de dados fim a fim ou seja a camada de transporte n o se comunica com m quinas intermedi rias na rede como pode ocorrer com as camadas inferiores As principais fun es da camada de transporte s o e estabelecimento e libera o da conex o de transporte para se estabelecer a conex o devem ser negociadas a classe de protocolo a ser utilizada o tamanho m ximo das unidades de dados de protocolo a utiliza o ou n o do servi o de transfer ncia de dados expressos par metros de qualidade de servi o throughput atraso de tr nsito prioridade ta
65. equivale a multiplicar a amplitude da portadora por 1 Portanto tanto podemos considerar que a informa o est contida na fase como podemos considerar que a informa o est contida na amplitude da portadora B 3 QUADRATURE PHASE SHIFT KEYING COERENTE QPSK No PSK bin rio o transmissor utiliza apenas dois valores poss veis para a fase da sen ide transmitida O e 7 radianos O Quadrature phase shift keying QPSK utiliza quatro 77 3m 5m 7m AR AS AA valores para a fase S o eles Desta forma transmitimos n o apenas um mais dois bits dibit por cada per odo 7 de transmiss o de cada mensagem Definimos os sinais transmitidos por 2E s D Ea cos EZ 2i 1 z i 1 2 3 4 Onde f a frequ ncia da portadora a energia por mensagem dibit e T 1 Ea o per odo de transmiss o de cada mensagem c Para o estudo do espa o de estados utilizaremos uma rela o trigonom trica Sabemos que cos a b cos a cos b sen a sen b Aplicando esta rela o sobre o sinal transmitido s 7 temos s 1 2E cos Ez 2i 1 z R cos je a Z feos 2ft sen je ziy z sen 27f t Olhando para a express o acima definimos duas bases que constituir o o espa o de estados do QPSK ou seja temos um espa o de duas dimens es plano Estas bases s o definidas por 291 dt 2 oser t 2 sero Notemos que Q t e t constituem um conjunto de bases pois
66. esquema desta implementa o segue na Figura 6 8 16 210 Entrada PCM C orwene para bu er de 64 Kbps Lei A ou je PCM uniforme vetor i A f Dicion rio de Sa Fitr de vetores Ganho gt itra de quantizados EE Figura 6 8 16 Esquema b sico de um codificador h brido com dicion rio de formas de onda filtros e amplificadores Estes codecs s o ent o chamados de codificadores h bridos pois misturam caracter sticas sobre a forma de onda nos dicion rios e os par metros de ajuste de filtros e amplificadores para modelar o sinal a ser codificado Dentre estes codificadores citamos 6 729 e 6723 1 que s o os codificadores mais utilizados atualmente no ambiente H323 O codificador G 729A utiliza a t cnica de codifica o CS ACELP Conjugate Structure Algebraic Code Excited Linear Prediction Ele possui uma taxa de 8 kbps com tamanho de quadro de 10 ms ou seja 80 amostras mais 5 ms de informa es do quadro anterior look ahead Assim o atraso do algoritmo de 15ms O codificador G 723 1 foi selecionado pela International Multimedia Telecommunications Consortium MTC VolP Forum para o padr o H 323 banda estreita Este codificador possui uma taxa de transmiss o de 5 3 ou 6 3 kbps que pode ser ajustada dinamicamente O tamanho do quadro de 30 ms mais 7 5 ms de informa es do quadro anterior Cada quadro dividido em conjuntos de 60 amostras de modo que cada 240 amostras formam 30ms 6 quadr
67. grupo de 8 bits O valor decimal m ximo de cada octeto 255 O n mero de rede de um endere o IP identifica a rede qual um dispositivo est conectado A parte do host de um endere o IP identifica o dispositivo espec fico nessa rede Como os endere os IP consistem em quatro octetos separados por pontos um dois ou tr s desses octetos podem ser usados para identificar o n mero de rede De forma semelhante at tr s desses octetos podem ser usados para identificar a parte do host de um endere o IP e 32bits E me d s 2 ti 8 bits gt 38 bits gt 38 bits gt gt 38 bits gt gt 1 byte 1 byte 1 byte 1 byte Figura 6 4 4 Exemplo de endere o IP e a divis o de identifica o de rede e de host Existem tr s classes de endere os IP que uma organiza o pode receber do American Registry for Internet Numbers ARIN ou do ISP da organiza o Elas s o classe A B e C O ARIN reserva agora os endere os de classe A para governos por todo o mundo embora algumas grandes empresas como por exemplo a Hewlett Packard tenham recebido um no passado e de classe B para empresas de m dio porte A todos os outros requerentes s o atribu dos endere os de classe C Classe A Quando escrito em formato bin rio o primeiro bit mais esquerda de um endere o da classe A sempre 0 Um exemplo de um endere o IP de classe A 124 95 44 15 O primeiro octeto 124 identifica o n mero de rede atribu
68. informa es como endere o da linha chamada e informa es relativas a servi os de valor adicionado e Processamento da informa o O sistema deve processar as informa es recebidas para definir as a es a serem tomadas e Teste de ocupado Ap s o processamento da informa o e determina o do circuito de sa da requerido o sistema faz um teste de ocupado para verificar a disponibilidade do circuito e Interconex o Para uma chamada entre dois usu rios tr s conex es s o realizadas na seq ncia seguinte liga o para o terminal que originou a chamada liga o com o terminal chamado e conex o entre os dois terminais e Alerta Ap s realizada a conex o o sistema alerta o usu rio chamado e envia um tom caracter stico para o assinante que chama e Supervis o A supervis o da chamada feita durante todo o tempo para tarifa o e determina o do instante em que o circuito deve ser desconectado 47 e Envio de informa o Ocorre sempre que o usu rio se encontre ligado a outra central A central de origem deve enviar por exemplo a informa o de endere o para ser processada pela central de destino As fun es referentes ao estabelecimento de conex es s o de extrema import ncia Dessa forma o estabelecimento da conex o um processo que merece destaque e ser abordado com mais detalhe na pr xima se o 48 3 4 ESTABELECIMENTO DE UMA CONEX O Nessa se o abordaremos o
69. informa es de sinaliza o s o agrupadas em pacotes que s o transferidos utilizando um canal de 64kbits s Por ser uma rede independente da rede de telefonia necess rio definirmos os conceitos principais da rede de sinaliza o SS amp 7 Cada componente da rede de SS 7 chamado de ponto de sinaliza o Assim cada central da rede um ponto de sinaliza o e existem 3 fun es distintas que podem ser executadas pelos pontos de sinaliza o que os definem O primeiro ponto aquele respons vel pelo envio e pela recep o das informa es ou seja o ponto correspondente s centrais de comuta o telef nica O segundo ponto respons vel pelo roteamento ou transfer ncia das informa es de sinaliza o em dire o ao seu destino Portanto eles n o originam mensagens servindo apenas de roteadores para as mensagens entre origem e destino O ltimo ponto ou fun o permitir o acesso a bancos de dados Como a SS 7 digital razo vel que a mesma possa permitir que os pontos de sinaliza o tenham acesso a bancos de dados centralizados com o objetivo de prover servi os mais elaborados que simplesmente os servi os telef nicos Os tr s tipos de pontos de sinaliza o referidos anteriormente s o definidos como e Service Switchig Point SSP ou Ponto de Servi o PS corresponde s centrais de comuta o S o estas centrais que geram as mensagens de sinaliza o telef nica que devem ser transmiti
70. intensidade de tr fego medida em erlangs em homenagem a A K Erlang Na pr tica i representa o n mero m nimo de servidores necess rio para atender dado fluxo de tr fego Por exemplo se 10 clientes hora e TA 3 minutos ou u 20 clientes hora temos que u 0 5 ou i 1 e conclu mos dizendo que 1 atendente suficiente para o caso Se o fluxo de chegada aumentar para 50 clientes hora temos que u 2 50ui 3 isto h necessidade de no m nimo 3 atendentes Na ind stria telef nica esta vari vel bastante utilizada ao se referir a tr fego em troncos telef nicos J D C Little demonstrou que para um sistema est vel de filas temos NF TF A 8 NS TS A 9 Estas f rmulas s o muito importantes pois assim como as equa es A 1 e A 2 fazem refer ncia a quatro das mais importantes vari veis aleat rias de um sistema de filas NS NF TS e TF Por exemplo se al m de epu conhecemos TS podemos obter as outras vari veis aleat rias assim NS TS A 10 TA gt A 11 E TF TS TA A 12 NF TF A 13 importante salientar que todos os resultados acima independem da quantidade de servidores e do modelo de fila pois se tratam de rela es fundamentais b sicas 267 Apresentamos a seguir os postulados b sicos que se aplicam a quaisquer sistemas de filas nos quais existe estabilidade ou seja menor queu em todas as esta es de trabalho o
71. interfer ncia A rede GSM permite at 16 transceptores por BTS embora o comum seja utilizar at 4 por BTS As demais partes da BTS s o controladas pela O amp M operations and maintenance que tamb m faz a interface na intera o com o operador do sistema A comunica o com a BSC feita por dois canais PCM de 2 Mbits s BSC base control station faz a comuta o dos canais de tr fego interface A com os canais corretos na interface A bis interface entre a BSC e as BTS s Tem outras fun es como o gerenciamento remoto da interface de r dio a aloca o e a libera o de canais de r dio e o gerenciamento de handoff conectado s diversas BTS s e ao NSS Gerencia as BTS s separando as do resto da rede e os TRAU s A MSC sincroniza o BSC que sincroniza as BTS s associadas ao BSC Essa sincroniza o fundamental para a manuten o de uma conex o uma vez que se utiliza da tecnologia TDMA TRAU transcoder rate adapter unit realiza a codifica o e a decodifica o dos sinais de fala Normalmente localiza se pr ximo ao BSC ou MSC NSS network and switching sub system faz as principais fun es de comuta o Cont m os bancos de dados necess rios para o gerenciamento de mobilidade e controle das assinaturas Tem como fun o gerenciar a comunica o entre os usu rios GSM e usu rios de outras redes Divide se em 229 o MSC mobile switching center central de comuta o Existe tamb
72. m o G MSC gateway MSC que faz a interface com outras redes PSTN ISDN o HLR home location register banco de dados que cont m as informa es referentes s assinaturas residentes rea Cont m o AuC authentication centre que gerencia os dados relacionados com a seguran a dos assinantes o VLR visitor location register banco de dados que cont m informa es relativas localiza o dos assinantes visitantes regi o e informa es para realizar a autentica o e cifragem E normalmente associado a um nico MSC o EIR equipment identity register gerencia os ME s podendo detectar ME s que n o estejam funcionando adequadamente impedir seu acesso ao sistema e bloquear o acesso a equipamentos roubados fica claro que necess ria uma coopera o entre as operadoras para que as informa es sobre equipamentos a serem barrados sejam compartilhadas Ele cont m um banco de dados com uma lista branca que identifica equipamentos aprovados uma negra para terminais roubados ou com problemas t cnicos e uma cinza para equipamentos em an lise opcional isto a operadora pode decidir se o instala ou n o A interconex o entre esses subsistemas baseada no protocolo SS7 e OSS operating sub system respons vel pela manuten o e pela opera o da rede Gerencia as configura es e o desempenho da rede bem como os defeitos e as assinaturas E ele que faz as cobran as Gerencia tamb m as
73. mede se a m dia da pot ncia dos sinais Nos sistemas anal gicos h um medidor junto a cada ERB que monitora e repassa para a MSC os dados da pot ncia dos sinais recebidos Essa se encarrega de providenciar o handoff Nos sistemas digitais o terminal que mede o sinal das ERB s ao seu redor e repassa a informa o para a ERB com maior pot ncia A MSC fica liberada e o handoff fica mais r pido Nos sistemas CDMA usa se o soft handoff Nele o terminal ao inv s de trocar completamente de ERB fica durante um tempo recebendo e transmitindo informa es para duas ERB s Isso faz com que a probabilidade de queda da liga o seja minorada B Roaming Faz se roaming toda vez que um terminal move se para uma rea coberta por uma central diferente da sua O procedimento autom tico funciona assim 220 1 O terminal registra se na nova central 2 A central verifica se o terminal j havia se registrado anteriormente Caso contr rio ela comunica central original sua nova posi o 3 A central de origem do terminal registra qual central que seu assinante est visitando As liga es destinadas quele terminal ir o para sua central nativa L verificar se que o terminal n o se encontra dentro daquela rea mas sim em uma outra Nessa outra central o terminal recebe um n mero fict cio que o identifica Quando o terminal deixa a rea dessa central esse n mero fica livre para ser utilizado por outro terminal
74. mensal para sua utiliza o Desse ano at o final do Imp rio seguiram se in meros decretos de regulamenta o Todos procuravam ordenar a presta o do servi o compatibilizando o com a infra estrutura de tel grafos j existente e distribuindo concess es nas v rias regi es Em 1892 Lars Magnus Ericsson o sueco que em 1876 fundou a L M Ericsson iniciando seus trabalhos numa oficina modesta de consertos e reformas de tel grafos industrializa o primeiro aparelho telef nico em que o transmissor e receptor bocal e auricular est o acoplados numa nica pe a criado por Anton Av ns e Leonard Lundqvist em 1884 dando origem ao monofone S o os chamados no Brasil de p s de ferro e na Argentina de telefone aranha No mesmo ano 1892 Almon Brown Strowger empres rio funer rio de grande habilidade na constru o de aparelhos el tricos e telegr ficos cria o embri o da primeira central telef nica autom tica Seu objetivo era simples e claro livrar se da concorr ncia desleal de uma telefonista de La Porte Indiana esposa de outro propriet rio de empresa funer ria que n o completava as liga es de poss veis clientes para seu estabelecimento a telefonista se equivocava quando algu m pedia uma liga o para a funer ria de Strowger A primeira central autom tica do mundo tinha apenas 56 telefones Com a chegada da Rep blica em 1889 poucas altera es foram observadas na rela o entre p
75. n veis mais altos de multiplexa o e taxas de bits A estrutura de multiplexa o flex vel permitindo o transporte de sinais PDH e at mesmo de c lulas ATM e o acesso aos tribut rios de qualquer hierarquia num nico equipamento A forte padroniza o do SDH permite maior compatibilidade entre equipamentos de fabricantes diferentes tanto atrav s de interfaces el tricas como pticas Os equipamentos possuem mecanismos que permitem implementar procedimentos de prote o tanto nas interfaces de tribut rios como na rede facilitando a forma o de redes em anel ou malha Entretanto a tecnologia SDH apresenta ainda as seguintes desvantagens O projeto instala o e opera o da rede SDH complexo e deve ser feito com um planejamento criterioso e detalhado 171 e Apesar da forte padroniza o de equipamentos e da tecnologia SDH a padroniza o dos sistemas de ger ncia de rede ainda n o um fato impedindo que equipamentos de fabricantes diferentes possam ser gerenciados por um sistema nico 6 6 3 Caracter sticas do SDH A hierarquia SDH foi concebida para uma arquitetura de multiplexa o s ncrona Cada canal opera com um rel gio sincronizado com os rel gios dos outros canais e sincronizado com o equipamento multiplex atrav s de um processo de justifica o de bit e encapsulamento da informa o cont iner A esse cont iner adicionado um cabe alho POH que o caracteriza e indica su
76. no LSR Quando o r tulo extra do encontrado na tabela verifica se o r tulo de sa da que adicionado ao pacote Este ent o 186 enviado interface de sa da encontrada na tabela se houver multicast haver m ltiplos pacotes de sa da As tabelas podem ser implementados em n vel de n uma nica tabela por n ou em n vel de interface uma tabela por interface O mais importante que apenas um nico algoritmo de encaminhamento necess rio para todos os tipos de comuta o e isso pode ser implementado em hardware para maior velocidade O MPLS usa FEC que permite o mapeamento de uma LSP em uma diversidade de formas Dois pacotes s o considerados da mesma FEC se forem colocados na mesma LSP S o suportados mapeamentos por prefixos de endere os IP de tamanho arbitr rio ou endere os IP completos de 32 bits Mapeamentos mais complexos s o poss veis como protocolos de controle explicitamente roteados Mis i gt e gt IP Pacote Pacote IP IP Pacote IP Encaminhamentro IP Comuta o por R tulo Figura 6 7 6 Fluxo de dados Encaminhamentro IP A forma mais simples de fluxo de dados ocorre quando pacotes IP s o transmitidos para o LSR de ingresso LER Este roteador classifica o tr fego associando a ele uma FEC Os LER usam diferentes formas de rotular tr fego No modelo mais simples pacotes IP s o associados a um r tulo e a uma FEC usando tabelas pr programadas A
77. o uma entrada tem acesso apenas a um n mero limitado de sa das Entradas com acesso s mesmas sa das formam um grupo de entrada Nenhum grupo de entrada independente dos outros pois sempre h sa das comuns a mais grupos Sistema de Enlace conex o da entrada sa da por meio de um ou mais est gios Sistema de Enlace Graduado combina o entre Sistema de Enlace e Gradua o Em rela o ao m todo de busca podemos considerar Busca sequencial sempre a 1 sa da livre ocupada Busca aleat ria qualquer sa da livre pode ser ocupada a qualquer momento As caracter sticas b sicas dos sistemas de perda e demora s o Siemens 1975 Sistema de Perdas 114 As chamadas sem sucesso n o provocam acr scimo na intensidade de chamadas bloqueadas Chamadas sem sucesso levam a novas tentativas com certa probabilidade Sistema de Demora Chamadas sem sucesso esperam at serem atendidas modelo mais simples matematicamente Chamadas sem sucesso s o abandonadas com uma certa probabilidade Chamadas sem sucesso esperam um tempo m ximo Quanto disciplina das filas os m todos de escoamento s o Fila Ordenada A 1 chamada que chega servida Fila Aleat ria Cada chamada da fila tem a mesma probabilidade de ser servida independente do tempo de espera acumulado Fila Priorit ria Cada chamada tem uma prioridade e ser atendida de acordo com este crit rio 115 Redes de Comput
78. o exista algo como uma 3 5 G que j seria compat vel com recep o de TV e portanto usaria OFDM 248 7 7 COMUNICA ES PESSOAIS E SISTEMAS DE TERCEIRA GERA O 7 7 1 Introdu o A demanda por servi os de telefonia sem fio e de dados com uma cobertura satisfat ria tem crescido muito nos ltimos anos e a tend ncia a de continuar crescendo Essa demanda crescente reflete se nas atividades de engenharia que se empenham na elabora o de novos sistemas com caracter sticas mais vantajosas para o usu rio no desenvolvimento de formas de integra o entre os servi os existentes e mecanismos e t cnicas que permitam um aumento da efici ncia na utiliza o dos recursos Este desenvolvimento necess rio para atender a nova demanda n o s dos usu rios mas tamb m das novas aplica es Com isto pode se observar que as comunica es pessoais m veis representam uma descontinuidade nos servi os e tecnologias de telecomunica es cujo desenvolvimento futuro envolver um jogo entre as for as de mercado as entidades regulamentadoras as inova es tecnol gicas e os padr es existentes e em estudo O caminho para se atingir uma vis o completa de servi os de comunica o pessoal ser evolutivo e a taxa e a dire o desta evolu o depender o da batalha citada anteriormente PCS personal communication services e PCN personal communication networks s o os principais servi os na rea de comunica es pe
79. o sistema tronco dom stico opera comercialmente desde 1986 a 400 Mbps com repetidores espa ados de 40 Km perfazendo um total de 1000 Km a uma profundidade de at 8000 metros Na Inglaterra desde 1987 opera um sistema com cabo ptico submarino interconectado Dartmouth ilha de Guernsey no Canal da Mancha numa dist ncia de 135Km sem repetidores Na Fran a um cabo ptico submarino interliga Marselha no continente a Ajaccio na C rsegaa numa dist ncia de 330 Km com 9 repetidores 4 13 5 Televis o a Cabo CATV A transmiss o de sinais de v deo atrav s de fibras pticas uma outra classe de aplica es bastante difundida As fibras pticas oferecem aos sistemas de CATV al m de uma maior capacidade de transmiss o possibilidades de alcance sem repetidores amplificadores superior aos cabos coaxiais banda larga 99 Nos sistemas CATV com cabos coaxiais banda larga o espa amento entre repetidores da ordem de 1 Km e o n mero de repetidores em geral limitado a 10 em fun o do ru do e distor o enquanto que com fibras pticas o alcance sem repetidores pode ser superior a 30 Km Al m de um melhor desempenho a tecnologia atual de transmiss o por fibras pticas competitiva economicamente e apresenta uma confiabilidade substancialmente melhor que os sistemas CATV convencionais com cabos coaxiais banda larga Embora a transmiss o de imagem digital permita um desempenho superior os custos do
80. o avan o da Internet esta tecnologia ganhar for a nos pr ximos anos e provocar a deteriora o da antiga estrutura das empresas do setor telef nico caso estas n o reajam a tempo e em favor da mudan a 195 6 8 2 Arquitetura O primeiro passo para transmitir voz em uma rede de comuta o de pacotes a convers o da voz anal gica para a forma digital Esta convers o feita atrav s do uso de codificadores de voz figura 6 8 1 voz digital voz amostragem era o anal gica do sinal de voz codifica o o pacote transmiss o Figura 6 8 1 Etapas da transmiss o de voz sobre IP A etapa seguinte a gera o do pacote A informa o bin ria contida na sa da do codificador de voz armazenada at que se consiga atingir o tamanho estipulado para a parte de dados do pacote Em seguida acrescentam se os cabe alhos necess rios Cada pacote de voz gerado transmitido n a n at o seu destino Por fim no destino os pacotes s o recebidos a informa o decodificada e a voz reproduzida A figura 6 8 2 mostra a arquitetura voz sobre IP codificadores RTP RTCP Transporte Rede Enlace independente Fisica Figura 6 8 2 A arquitetura voz sobre IP Pode se perceber que existe uma determinada sobrecarga referente ao acr scimo dos cabe alhos dos protocolos isto para cada pacote de voz devem ser acrescentados 12 bytes referentes ao cabe alho do protocolo RTP Re
81. o multiplicados por seu c digo que tem uma taxa bem superior dos sinais originais 7 3 REDE DE TELEFONIA CELULAR 7 3 1 Partes integrantes Existem tr s elementos b sicos nas redes celulares em geral o terminal m vel a ERB e o centro de comuta o e controle O terminal mais comumente chamado de telefone celular cont m uma unidade de controle um transceptor dispositivo que funciona tanto como transmissor quanto como receptor e uma antena Ele transmite e recebe sinais de voz de dados e de controle De tempos em tempos o terminal envia um sinal que captado pela ERB mais pr xima a ele de modo ao sistema saber onde ele se encontra A ERB possui um grupo de canais uma interface de comunica o com a central e antenas Ela monitora os terminais dentro de sua rea de cobertura e intermedia a comunica o entre a central e os terminais A comunica o entre uma ERB e os terminais dentro de sua c lula pode ser feita por um dos seguintes m todos e FDD frequency division duplex a transmiss o no sentido ERB terminal chamada de downlink feita por uma faixa de fregii ncia diferente da transmiss o no sentido oposto conhecida como uplink e TDD time division duplex o tempo dividido em slots O downlink e o uplink se d o em slots diferentes A central respons vel por monitorar todo o tr fego das ERB s dentro de sua rea de atua o comutar as liga es originadas ou destinadas a um termina
82. o problema do multipercurso deve se lembrar que quando o s mbolo enviado sofre a a o do canal o resultado tem dura o maior que o s mbolo original Esse aumento de dura o provocaria interfer ncia num s mbolo seguinte se este fosse enviado imediatamente ap s o anterior Com a inclus o do prefixo c clico esse acr scimo que o canal causa nos s mbolos transmitidos influenciar apenas a posi o ocupada por esse prefixo e o s mbolo seguinte n o sofrer influ ncia alguma A interfer ncia acontecer no intervalo de tempo ocupado pelo prefixo c clico A figura abaixo mostra como isso acontece no dom nio do tempo O receptor recebe um sinal principal acrescido de tr s ecos com atrasos e atenua es diferentes Repare que os transientes realmente acontecem no intervalo de tempo Tc Descartando se no receptor esse intervalo de tempo podemos recuperar perfeitamente o s mbolo enviado apenas ajustando sua amplitude e fase de acordo com a estimativa do canal feita com o envio das portadoras pilotos Figura 7 6 5 Sinal original e suas c pias atrasadas o tempo Tc mostra a dura o do prefixo c clico 7 6 5 OFDM Digital O OFDM uma t cnica de modula o digital Sua interpreta o anal gica usada apenas para facilitar o entendimento dos conceitos Sendo assim nessa se o far se uma descri o um pouco mais formal do sistema OFDM digital 246 Como foi dito anteriormente para que as
83. onda tais como di metro do n cleo comprimento de onda abertura num rica etc encontramos um certo n mero finito de solu es Dessa maneira a luz que percorre a fibra ptica n o se propaga aleatoriamente mas canalizada em certos modos Modo de propaga o portanto uma onda com determinada distribui o de campo eletromagn tico que satisfaz as equa es de Maxwell e que transporta uma parcela individual mas n o igual da energia luminosa total transmitida Esses modos podem ser entendidos e representados como sendo os poss veis caminhos que a luz pode ter no interior do n cleo 67 4 5 PROPRIEDADES DAS FIBRAS PTICAS A fibra ptica apresenta certas caracter sticas particulares que podemos tratar como vantagens quando comparadas com os meios de transmiss o formados por condutores met licos tais como e Imunidade a ru dos externos em geral e interfer ncias eletromagn ticas em particular como as causadas por descargas atmosf ricas e instala es el tricas de altas tens es e Imunidade a interfer ncias de frequ ncias de r dio de esta es de r dio e radar e impulsos eletromagn ticos causados por explos es nucleares e Imunidade a influ ncia do meio ambiente como por exemplo umidade e Aus ncia de diafonia e Grande confiabilidade no que diz respeito ao sigilo das informa es transmitidas e Capacidade de transmiss o muito superior a dos meios que utilizam condutores met licos
84. que chegam e entreg los ao usu rio em sua forma original 134 Processo de plica o Aplica o AH Dados do Usu rio presenta o PH A PDU aea SP See Sn 1 Sess o SH P PDU I Transporte TH S PDU Rede NH T PDU Enlace LH N FDU ET Fisica L EDU Onde Application F Presentation H Header FDU Protocol Data Unit L Link S Session LT Link TrailerT Transport H a Natararh Figura 6 3 4 Transfer ncia de Dados entre Camadas Os dados entregues pelo usu rio camada de aplica o do sistema recebem a denomina o de SDU Service Data Unit A camada de aplica o ent o junta SDU no caso os dados do usu rio um cabe alho chamado PCI Protocol Control Information O objeto resultante desta jun o chamado de PDU Protocol Data Unit que corresponde unidade de dados especificada de um certo protocolo da camada em quest o 6 3 1 Primitivas de Servi os As primitivas de servi os s o informa es trocadas entre duas camadas adjacentes de forma a realizar um servi o No modelo OSI s o definidos quatro tipos de primitivas Pedido Request utilizada para solicitar ou ativar um determinado servi o e Indica o Indication informa a ocorr ncia de um determinado evento e Resposta Response utilizada para responder a um determinado evento e Confirma o Confirmation utilizada para confirmar a execu o de um servi o solicitado As primitivas possuem par metros de e
85. ritmo m dio de chegada menor que o ritmo m dio de atendimento e Em qualquer sistema est vel o fluxo que entra igual ao fluxo que sai A Figura A 3 2 Sistema em que o fluxo de entrada igual ao fluxo de sa da e Em um sistema est vel o fluxo de entrada se mant m nas diversas se es do sistema Figura A 3 3 Fluxo entre subdivis es de um sistema Em um sistema est vel a jun o de fluxos equivale s suas somas Figura A 3 4 Jun o de dois fluxos de entrada onde 1 2 A 3 Em um sistema est vel a soma dos fluxos que saem igual soma dos fluxos que entram em um determinado sistema 268 A 4 O PROCESSO DE CHEGADA Nesta se o ser apresentado o processo de chegada quantitativamente sob a tica da teoria das probabilidades e da estat stica Para exemplificar vamos nos basear nos dados da tabela a seguir que mostra anota es sobre a quantidade de chamadas telef nicas feitas em uma pequena central Os valores da tabela mostram quantos assinantes fizeram uma liga o a cada intervalo de 1 minuto entre 7 e 8 horas da manh Vemos por exemplo que no primeiro minuto ligaram 2 assinantes e que no segundo minuto ligou 1 assinante Ritmos de Chamadas Telef nicas 2 1 2 1 2 0 1 2 0 2 3 1 3 1 3 4 5 1 2 0 1 2 1 0 1 1 0 2 2 2 3 2 2 3 2 3 3 2 1 6 0 2 3 7 0 2 2 0 4 1 1 1 1 8 4 3 1 4 Tabela A 4 1 Chamadas telef nicas realizadas em cada minuto entre 7 e 8 horas Nas 60 a
86. seja onde o receptor n o precisa estar sincronizado com o transmissor O E Shifted QPSK um QPSK onde o transmissor ao transmitir um novo dibit alterna entre duas constela es de pontos de mensagens diferentes S o elas 293 f N 4 ds ks 0 E d x A j Edo TU Figura B 3 2 As duas constela es do 4 Shifted QPSK z ua 37 ar O transmissor muda a fase da sen ide em A ou e sempre que um novo dibit enviado segundo a tabela abaixo Mudan a na fase AO O receptor ao detectar uma mudan a de fase no sinal recebido decide pela nova mensagem recebida em fun o do quanto a fase mudou Desta forma o receptor n o precisa estar sincronizado com o transmissor diminuindo muito a sua complexidade 294 TU Figura B 3 3 Poss veis transi es do E Shifted QPSK B 4 PSK M RIO Estudaremos a modula o por fase para um n mero M de pontos de mensagens Definimos o sinal transmitido para cada um desses M pontos como sendo O estudo do espa o de estados an logo ao que foi feito no QPSK De fato o QPSK um caso particular do PSK M rio onde M 4 As bases s o dadas por AL 2 oser E sen 277 1 e o sinal transmitido dado por s t VE cos 22a n YAO VE sen 27 GD A com i 1 2 M Todos os M pontos de mensagem est o contidos em um c rculo de raio V todos os pontos de mensagem t m a mesma energia O ngulo do ponto de mensagem repr
87. sem requerer mudan as na estrutura das redes e Interoperabilidade de equipamentos e aplica es O H 323 permite interoperabilidade entre dispositivos e aplica es de diferentes fabricantes Por isso v rios fornecedores de porte como Intel Microsoft Cisco e IBM investem em linhas de produtos H 323 e Independ ncia de plataforma 199 O H 323 n o define o hardware ou sistema operacional a ser usado Desse modo as aplica es H 323 podem ser de naturezas diversas voltadas para mercados espec ficos que v o desde software de videoconfer ncia executado em PCs a telefones IP adaptadores para TV a cabo sistemas dedicados etc e Representa o padronizada de m dia O H 323 estabelece codificadores para compress o e descompress o de sinais de udio e v deo Ele tamb m prev mecanismos de negocia o dos codificadores a serem utilizados numa confer ncia a fim de que os seus participantes encontrem um subconjunto comum entre si e Flexibilidade nas aplica es clientes Uma confer ncia H 323 pode envolver aplica es clientes com capacita es multim dia diferentes E poss vel que um terminal com suporte apenas para udio participe de uma confer ncia com terminais que tenham suporte adicional de v deo e ou dados e Interoperabilidade entre redes poss vel estabelecer confer ncias entre participantes localizados numa LAN e em outras redes completamente diferentes como a rede telef nica p blica ou ISDN
88. ser aumentada ou diminu da sem problemas t cnicos e permite mudan as da rede sem reconfigurar cada elemento Al m da simplicidade a velocidade um atributo chave da Ethernet ptica Com ela o estrangulamento da largura de faixa eliminado A conectividade da Ethernet ptica permite velocidades de acesso de at 10 Gbit s gigabits por segundo ordem de grandeza bem superior que os nE3s atuais A largura de faixa tamb m est dispon vel em fatias mais granulares Os funcion rios das equipes de Tecnologia de Informa o TI n o ser o mais 88 for ados a saltar de um El a um E3 2 Mbit s a 34 Mbit s quando tudo o que necessitam realmente um outro E1 de largura de faixa Os enlaces de acesso Optical Ethernet podem ser aumentados diminu dos em incrementos decrementos de 2 Mbit s para fornecer a largura de faixa de 2 Mbit s at 10 Gbit s ou qualquer valor intermedi rio Al m disso as topologias da Ethernet ptica permitem uma maior confiabilidade do que as redes de acesso atuais podem fornecer Por exemplo os seguintes tipos de solu es de Ethernet ptica Ethernet sobre SDH Synchronous Digital Hierarchy Ethernet sobre DWDM Dense Wave Division Multiplex e Ethernet sobre RPR Resilient Packet Ring fornecem a recupera o do tr fego em menos de 50 mili segundos no evento de uma falha catastr fica tal como uma interrup o do enlace ptico Esta confiabilidade elevada garante um tempo til superior nas re
89. sica o resto fun o da camada ATM Nos 5 bytes de cabe alho da c lula encontram se os campos para comuta o atrav s do par VPI e VCI identifica o do tipo prioridade para descarte e um verificador de erros do cabe alho como mostra a figura a seguir No caso da c lula ser utilizada em uma interface rede rede n o h o campo para o controle de fluxo gen rico GFC aumentando o tamanho destinado ao VPI Header UNI Generic Flow Control GFC Virtual Path Indentifier VPI w N NY SK NS E T SNY E Virtual Channel Indentifier VCI A 4a EHNEBZIS Payload Type PT Il Loss Priority CLP Payload Header Error Control HEC LA 3 Figura 6 5 9 Header UNI 163 Na transmiss o o primeiro byte a ser enviado o n mero 1 bit 8 no caso NNI VPI bit 8 a segunda o VPI bit 7 e assim por diante da direita para a esquerda e de cima para baixo O significado dos campos das c lulas est descrito nos itens a seguir GFC Generic Flow Control Quando introduzido serve para regular o fluxo em uma rede ATM ou seja evita condi es de sobrecarga nas interfaces do usu rio mas n o realiza controle de fluxo sobre o tr fego vindo da rede Entretanto sua utiliza o ainda n o foi padronizada existindo algumas alternativas poss veis que podem ser encontradas em 25 VPI Virtual Path Identifier e VCI Virtual Channel Identifier As transmiss es numa rede ATM s o efetuadas atr
90. stoncuda dose cisrcaia 62 A 21A U como fenm ENO ERA EEE asa aid 62 4 2 2 ndice de aliar O ug ato ss penis road Salgadas 62 42 3 Rellesho GCI sacras dass SRA SS AS 62 4 2 4 ngulo cr tico e reflex o interna total eeeeeeeeeerenereatanns 63 A eT IBRAS OPTICA apa 64 4 3 1 Fibra de ndice Degrau Step Index 64 4 3 2 Fibra de ndice Gradual Graded Index 65 4 3 3 Fibra OO ani a A a Ei 66 4 4 GUIAMENTO DE LUZ EM FIBRAS PTICAS 67 AA era NO IE rroia A E A 67 4 4 2 Modos de PROD cum pesso rag ani at Oia r i e E EE E 67 4 5 PROPRIEDADES DAS FIBRAS PTICAS ssesicarisemanntierestiasicasissiensverninoresenareaso 68 4 6 APLICA ES DAS FIBRAS PTICAS usssainisigassisiciasoaanisacoddisiddiidaiiaaisabianafinddbdia cus 69 4 7 CARACTER STICAS DE TRANSMISS O 70 OD DADO O a a E 70 ADE ON Areara ra A do E E 70 A T SAE Oesia nada ea a ads rasa jd ld ERRAR As TI UA Deo ana oe MecaniCaSnniisonininnnnnnnam oaa 7 ATS DIS PESA O e n R A OR o S Ja 43 METODOS DE FABRICACAO ci alga 74 AO CABOS OPTICO S ad 75 4 10 MEDIDAS EM FIBRAS PTICAS qoecisssesenetastoiesssiapaesaqreriasjinienisseiadessstascsapebas 76 4 10 1 Test e de Atenua o EpeTDAL uso sador adia Soria io Idade 76 4 10 2 Teste de Atenua o de InSeI o sas sssenmitaiocaenitisansiipiissaltads pratica dana ias apadadosad ed tania TI AOS Peste de Larout de DA sa iris ai A Sa 78 4 OA Leste de Abertura NiiGNDA aiii dosionisaizaao a ndinsa dida ad
91. tabela apresenta os tempos de ocupa o t picos em um sistema telef nico incluindo o tempo m dio de conversa o em liga es locais interurbanas e internacionais e o tempo para uma nova tentativa Assinante A ouvindo toque de ocupado E Tempo entre o in cio da discagem co ru do dediscar J2 S Tabela 5 3 2 Tempos de ocupa o Como princ pios adicionais a serem observados temos e A receita operacional da empresa fun o direta do tr fego cursado do n mero de chamadas completadas e O investimento proporcional ao grau de servi o oferecido ao assinante na hora de maior movimento HMM e Grande parte do tr fego escoa nos intervalos em que n o h congestionamento e A probabilidade de grandes congestionamentos ocorrerem baixa e N o economicamente vi vel projetar o sistema de forma a evitar completamente a ocorr ncia de congestionamentos e Uma melhoria no desempenho do sistema geralmente acarreta uma eleva o no tr fego e Os assinantes de um modo geral n o percebem ou n o sentem congestionamentos abaixo de 10 e O comportamento do assinante pode levar a um desempenho inadequado do sistema 112 5 4 CARACTER STICAS DO PROCESSO DE CONEX O Uma conex o feita a partir de um n mero de est gios sucessivos Para calcular e avaliar cada um destes est gios devemos definir os seguintes fatores Siemens 1975 e Tr fego de entrada para o est gio e Agrupamento de est g
92. tamb m longos per odos de inatividade para o servidor Isso ocorre porque em um determinado instante podem chegar mais clientes que a 263 capacidade de atendimento daquele momento gerando filas tempor rias ou o atendimento de um determinado cliente pode ser maior que a m dia fazendo com que os clientes que chegam depois fiquem em uma fila A abordagem matem tica de filas pela Teoria das Filas exige que exista estabilidade no fluxo de chegada e no processo de atendimento ou seja os valores de epu se mant m constantes no tempo Por exemplo observando o tr fego telef nico verifica se que em determinados hor rios do dia h mais demanda por liga es do que em outros hor rios ou seja o fluxo de chegada varia conforme o hor rio do dia N o existe estabilidade para o ritmo de chegada no per odo de um dia e portanto n o podemos analisar seu funcionamento pela Teoria das Filas a menos que usemos alguns artif cios como por exemplo retalhar o per odo global em per odos parciais Infelizmente isto torna mais complexa a abordagem pela Teoria das Filas Outra exig ncia para que o processo seja est vel que os servidores sejam capazes de atender ao fluxo de chegada No caso de uma fila e um servidor isso significa dizer que obrigatoriamente gt A a capacidade de atendimento maior que o ritmo de chegada e caso isto n o ocorra resulta que o tamanho da fila aumentar infinitamente Em sistemas est veis todas a
93. taxa e uso de servi os audiovisuais e o uso de um nico terminal em diferentes ambientes de opera o de r dio Entretanto j existe um investimento significativo e crescente em sistemas celulares digitais e de telecomunica es sem fio De forma a garantir o retorno no investimento em sistemas m veis de segunda gera o e que o sistema PCS seja completamente realizado a transi o dos sistemas de segunda para os de terceira gera o suave e dirigida pelo mercado Estrat gias de transi o cab veis e a introdu o de cronogramas para FPLMTS UMTS s o necess rias UMTS Na Europa o objetivo em longo prazo um sistema de comunica es m vel e universal UMTS Universal Mobile Telecommunications Systems que unifique todos os sistemas celulares sem fio RLL LAN s sem fio r dio m vel privado PMR e paging A id ia fornecer o mesmo tipo de servi o por toda a parte A nica limita o seria a taxa de 254 transmiss o dispon vel que dependeria da localiza o e da carga do sistema O escopo um sistema com m ltiplos operadores com v rias arquiteturas de c lulas misturadas e suporte para multim dia Esses requisitos s o dif ceis de serem atingidos pois possuem implica o direta com a interface de r dio e a estrutura de protocolos O GSM e o DCS 1800 est o atualmente sendo levados na dire o do UMTS Os servi os de malha local de r dio para os lares e escrit rios assim como funcionalidad
94. visitante 7 3 3 Projeto de sistemas celulares O projeto de sistemas celulares envolve aspectos como defini o do padr o de reuso interfer ncia co canal limiar da rela o sinal ru do aceit vel previs o de tr fego na Hora de Maior Movimento HMM por regi o a distribui o geogr fica dos usu rios dentre outros que podem ser analisados separadamente e depois relacionados entre si Outros aspectos est o fora do controle do projetista e s o estudados como estrat gia de implementa o Assim um projeto pode ser dirigido pela tecnologia Desta forma as caracter sticas do sistema s o ditadas pela tecnologia e equipamentos dispon veis no mercado Isto traz a grande vantagem de um cronograma de implementa o curto Por outro lado o usu rio deve adaptar suas necessidades aos equipamentos existentes J em uma outra abordagem o projeto dirigido pelas aplica es busca o entendimento das necessidades do usu rio As aten es est o voltadas para o grau de servi o GOS esperado a qualidade de servi o QoS contratada o tipo de informa o a ser trafegada largura de faixa dispon vel ao usu rio a privacidade na comunica o as caracter sticas do tr fego da informa o velocidade dura o atraso etc Isto tudo pode at sair barato se o usu rio estiver disposto a pagar pelo servi o Para fins de custo procura se projetar um sistema celular com a quantidade m nima de ERBs cobrindo a rea definida GOS e quali
95. ximo de perda de c lulas poss vel o atraso m ximo de transmiss o e assim por diante Essa tecnologia utilizada tanto para formar um backbone de alta velocidade como para suprir necessidades de redes locais de grande fluxo ou seja para ganho de desempenho no tr fego dos dados na rede As velocidades de transmiss o v o desde 25 ou 155 Mbps para redes locais permitindo que se aproveite toda a estrutura j existente como cabeamento e repetidores chegando at 622 Mbps para o que se exige o uso de fibras pticas como meio de transmiss o 6 5 1 ATM versus STM A principal diferen a entre a transmiss o s ncrona STM e ass ncrona ATM diz respeito ocupa o da banda Observe a figura a seguir STM Synchronous Transfer Mode Multiplexa o Sincrona pacote n o preenchido A TM Asynchronous Transfer Mode Multiplexa o Estatistica pacote n o preenchido Figura 6 5 2 ATM vs STM No caso da multiplexa o s ncrona do STM v se que ocorre uma m utiliza o da banda pois mesmo que n o haja informa es a serem transmitidas a janela de tempo no meio de transmiss o reservada eliminando a possibilidade de outra esta o utilizar o meio Esse tipo de situa o bastante comum hoje em dia nas transmiss es via concession rias de 157 comunica o pois praticamente todo o sistema brasileiro baseado em STM com as tecnologias PDH Plesiochronous Digital Hierarchy e SDH Sy
96. 135 a OVI COSE OND saia A A NAS 137 Di Camada PISCA qposemdniaisirasoapoiadigaisimaga erica E EEEO EAEE RINES 139 6 3 4 Camada de Pilate PAPO ARRENRRRORSRRNDARE CRC RN ENADE ERR DA NR A RAR E EE VENEEN 140 De Camada de RC a SD S E ES 141 6 30 Camada de Transpo quais och a E a 142 6 3 7 Camada d SESSA Oiana aroan r E i Ra aA 143 6 3 8 Camada de A DIESENTAD O psi stea sata ra pa Rana 143 6 3 9 Camada d Rap Oo o o PONNRRIDR RSRS RSRSRS erine UR RR 143 GA MODELO POD seieren a id 145 0il Anata de A BCA O aa a a SG 145 64 2 Camada de transporte srne Raaos 146 6043 Camada de Mierne tinen enci eeu a e n E I EE EA REE 146 0h Camada deacesso A red Eiinaneina nanni ai R AOTREET 146 Dto Protocolos TOPP assonai sao zaligao bis fqudau ga aaa 147 6 4 6 Comparando modelo TCP IP e o modelo OSL uecesescaniimeteesasacaassriremastasetnio 149 vi 64 n E CR asda ao DL 150 6 4 8 M scara de Subena E sssesaas avisa tasas saia IE b GASOSA Tas IG Casa UTI 154 CRAM annn REA e ARIDI RRR DE RARA REAR RAP RR 156 0 5 L ATM versus ST M iernare inin Lana A dada caia ni gaia 157 Dia Camada Pisi Cakeeriaeen sean RAA aO ESRA E EA 158 0 5 3 A Camada A TM sssini oneer E AR 161 CSA Cel eso pa RS E E 162 0 5 5 0 cabe alho UNI User Network Eiteria e uecaussasivelssme amainr aa asd aaa ad 163 GGA Camada AA cispaassntngdoa dano cada Sd R di 166 0O o DE ND RSRS RR SD DG O A DR E 169 O61 HISTONO Oae PRE Ji SARA E ORNE ASR O UE ri 169 CR DRAQIDO oc 0
97. 3 2 Fibra de ndice Gradual Graded Index Este tipo de fibra tem seu n cleo composto por vidros especiais com diferentes valores de ndice de refra o os quais t m o objetivo de diminuir as diferen as de tempos de propaga o da luz no n cleo devido aos v rios caminhos poss veis que a luz pode tomar no interior da fibra diminuindo a dispers o do impulso e aumentando a largura de banda passante da fibra ptica A varia o do ndice de refra o em fun o do raio do n cleo obedece seguinte equa o nlr n 1 r a A onde e n r o ndice de refra o do ponto r e n o ndice de refra o do n cleo e r a posi o sobre o raio do n cleo e q o coeficiente de otimiza o e A a diferen a entre o ndice de refra o da casca e do n cleo Os materiais tipicamente empregados na fabrica o dessas fibras s o s lica pura para a casca e s lica dopada para o n cleo com dimens es t picas de 125 e 50 um respectivamente Essas fibras apresentam baixas atenua es 3 db km em 850 nm e capacidade de transmiss o elevadas S o por esse motivo empregadas em telecomunica es 65 av 0 01 FIBRA MULTIMODO NDICE GRADUAL neem oo q Eae ses is E PULSO PULSO a PE See Da T R3 pm Figura 4 3 2 Fibra multimodo ndice gradual 4 3 3 Fibra Monomodo Esta fibra ao contr rio das anteriores constru da de tal forma que apenas o modo fundamental de distribui
98. 660 e 900 Enviar o algarismo N 1 Reserva 10 660 e 780 Reserva Reserva 11 540 e 1140 Enviar a indica o de tr nsito internacional Reserva internacional 12 540 e 1020 Enviar digito de idioma ou discrimina o Reserva 13 540 e 900 Enviar indicador do local do registrador Reserva internacional de origem 14 540 e 780 Solicitar informa es da necessidade de Reserva semi supressor de eco no destino 15 540 e 660 Congestionamento na central internacional Reserva Tabela 2 3 3 Sinais para tr s Os sinais para frente utilizam uma combina o de duas das frequ ncias 1380 Hz 1500 Hz 1620Hz 1740 Hz 1860 Hz e 1980 Hz Estes sinais s o divididos em Grupo I referente a informa es num ricas e de sele o e Grupo II referente a informa es sobre categoria do assinante chamador O sinal recebido interpretado com sendo do Grupo I ou II de acordo com o contexto da sinaliza o Por exemplo se a central destino enviou um sinal para tr s solicitando a categoria do chamador o pr ximo sinal para frente recebido ser interpretado como Grupo II categoria do assinante A tabela 2 3 2 apresenta os sinais para frente em detalhes Os sinais para tr s utilizam as frequ ncias 540 Hz 660 Hz 780 Hz 900 Hz 1020 Hz e 1140 Hz Estes sinais s o classificados em Grupo A que se refere a solicita es para possibilitar o estabelecimento da conex o e Grupo B referente ao estado e categoria do assinante
99. 8 2 10 2 Padronizac iO ouenn n RE RR RR A 38 2 10 3 Premissas para forma ao da RDSiuu sisnpnnnraen a a oiie 38 2 10 4 Configura es de Acesso RDS punisis ornest 40 A Central TElcioniea s nior quais pintas srconia pda as tail a pa dd 42 3 1 INTRODUCA O ssori nnne bode d dg anedota tai 42 3 2 ESTRUTURA DE UMA CENTRAL TEMPORAL oussniuissasshssiinmadoiiadsgadandiida des 44 32 1 O processador centtak sericese aa aai 45 3 2 2 A matriz de comuta o ou estrutura de comuta o sseasisseassunstassimsainiauasasaataiaas 46 3 3 FUN ES DA CENTRAL TELEF NICA ssessesseeeeserieessrieessirerirsersressirsrrssreesrns 47 3 4 ESTABELECIMENTO DE UMA CONEX O 49 3 5 AFAMILIA EROPICO fosse id Sn 51 SO CENTRAIS TROCO ua asa E DR 52 3 0 1 Estrutura SS cio asrine a ER RR RR 52 36 2 Estira O E nata aonde 52 3 7 ESTRUTURA DO SOFTWARE DA CENTRAL q unosiusiacatinsmessasdrsiseainiisimeisminisieds 54 od SISE O pg a a a 54 3 1 2 Sistema de ApliCa Osian n i iiai 54 3 8 ESTRUTURAS DE GERENCIAMENTO E SUPERVIS O 56 3l Estrutura de DUO Ss spasianos indi aiii uia da a ad 56 IS DD a a pd A GA A a A SA e 56 38 3 SUPETVISAO o n E E OEE N 57 3 9 CARACTER TICAS DA CENTRAL TR PICO RA 58 Comunica es pticas ceeereenseneeeeneeneeerserersemsensensencensereensereeseaseesensensensencensensensansnsassas 61 di INTRODUCA O usadas a a SD sais 61 4 2 ALGUMAS DEFINI ES IMPORTANTES cu cqucesce oaatosodgasesanopaisb coin
100. 80 STM4 STS48 OC48 2 488 320 STM16 STS192 OC192 9 953 280 STM64 Tabela 6 6 1 Tabela relacionando SONET e SDH 6 6 2 Rede SDH Uma rede SDH composta por e Rede F sica o meio de transmiss o que interliga os equipamentos SDH Pode ser composta por cabos de fibra ptica enlaces de r dio e sistemas pticos de visada direta baseados em feixes de luz infravermelha e Equipamentos s o os multiplexadores SDH de diversas capacidades que executam o transporte de informa es e Sistema de Ger ncia o sistema respons vel pelo gerenciamento da rede SDH contendo as funcionalidades de supervis o e controle da rede e de configura o de equipamentos e provisionamento de facilidades e Sistema de Sincronismo o sistema respons vel pelo fornecimento das refer ncias de rel gio para os equipamentos da rede SDH e que garante a propaga o desse sinal por toda a rede 170 A figura a seguir apresenta um exemplo de rede SDH Ger ncia de Rede Rede F sica ptica Sincronismo Figura 6 6 1 Exemplo de rede SDH Vantagens e restri es As redes SDH oferecem v rios benef cios quando comparadas com outras tecnologias O cabe alho complexo existente no frame SDH permite a ger ncia administra o opera o e manuten o centralizada da rede A arquitetura de multiplexa o s ncrona e a padroniza o tanto em n vel de equipamentos como de interfaces permite o crescimento para
101. 84 kbps Para aumentar a confiabilidade utiliza c lulas menores que o GSM convencional UMTS vide EDGE Video con telephony feren Tele shopping ang Electroni Tele GPRS banking Data E inancial base images E mail SOTVI ES sound access news paper Servi os oferecidos files infor maton SOTVICOE 10 kbps 100 kbps 1Mbps 10 Mbps Figura 7 5 1 Servi os disponibilizados nas redes celulares de acordo com a tecnologia empregada Modula o GMSK traduzido e melhorado do texto da Universidade de Hull dispon vel na p gina de telefonia Informa es mais completas no livro do Haykin 233 Para tentar entender o que uma modula o GMSK vamos come ar lembrando o que uma modula o em fase PSK tamb m chamada enquanto se tratar de apenas dois n veis de informa o BPSK BPSK Binary Phase Shift Keying A representa o matem tica de um BPSK pode ser So t A cos t representando o n vel O e Si t A cos wt 7 representando o n vel 1 Onde f cil de notar que haver uma transi o de 180 toda vez que se passar da transmiss o de um 0 para a de um 1 Uma forma de se transmitirem mais de dois bits de informa o a cada transi o o uso de um maior n mero de fases Exemplificando com um QPSK QPSK Quadrature Phase Shift Keying Num QPSK conforme os bits v o chegando ao modulador a uma taxa 1 T bits seg eles s o separados em duas s
102. A evolu o das centrais Tr pico R 51 3 6 CENTRAIS TR PICO R A central Tr pico R tem sua estrutura dividida em duas partes hardware e software A estrutura hardware por sua vez pode ser subdividida em Estrutura f sica Estrutura funcional 3 6 1 Estrutura F sica As centrais Tr pico s o constitu das de tr s m dulos m dulo de terminais MT m dulo de comuta o MC e m dulo de opera o e manuten o MO Estes m dulos s o implementados em um sistema mec nico horizontal padr o composto de bastidores sub bastidores elementos e placas de circuito impresso e Bastidores S o arm rios numerados onde a numera o varia dependendo da capacidade esses arm rios s o divididos em sub bastidores e Sub bastidores S o as gavetas onde ser o inseridas as placas de circuito impresso Cada sub bastidor acomoda um ou mais subm dulos da central e tem sempre uma fonte de alimenta o para o fornecimento das tens es e correntes el tricas requeridas pelas placas nele inseridas e Elementos S o considerados elementos as unidades que possuem caracter sticas diferentes dos sub bastidores s o eles o Elementos de distribui o de energia e gerador de toque EDEG o Elemento m dulo de opera o port til o Elemento de acesso a perif ricos seriais 3 6 2 Estrutura Funcional Corresponde estrutura que define os m dulos que suprem as opera es que garantem o funcionamento de uma cen
103. A figura 2 6 4 mostra um exemplo de transmiss o via r dio digital Transmiss o Anal gica Sinal q p Sinal Digital i l Digital QAM p QAM Transmiss o digital de ponta a ponta Figura 2 6 4 Transmiss o via r dio digital 32 2 6 4 Transmiss o por Canal Guiado O canal guiado permite o confinamento da onda eletromagn tica do transmissor ao receptor atrav s do guia sendo por isso adequado para reas de campo eletromagn tico intenso Al m disso possibilita contornar obst culos e facilita as aplica es em enlaces privados de comunica es Por m h necessidade de casamento de imped ncias para evitar perdas por reflex o e possui um custo de implementa o mais elevado que os sistemas de r dio principalmente no caso de longas dist ncias e em centros urbanos O padr o adotado atualmente para transmiss o guiada entre centrais telef nicas o canal de fibra tica em virtude do grande volume de informa o trafegada O cabo coaxial outro tipo de canal guiado com aplica es em telefonia mas sua aplica o mais comum em redes locais de computadores A transmiss o guiada entre centrais por meio de cabo ptico ilustrada na figura abaixo A partir da d cada de 80 esse tem sido o meio preferencial para fazer o entroncamento entre as centrais do sistema telef nico Fibra ptica some EI a ET H oso Figura 2 6 5 Meio de transmiss o por cabo ptico O bloco E O representa o c
104. Alencar 1998 Ponto de refer ncia Pontos conceituais usados para separar grupos de fun es com caracter sticas de interface padronizada Define as interfaces dos diversos tipos de Servi o Grupamentos funcionais Arranjos f sicos de equipamentos para desempenhar certa fun o Descreve as fun es dos equipamentos do usu rio Linha de transmiss o Ambiente da central Ambiente do usu rio Figura 2 10 1 Configura o t pica para RSDI A figura acima mostra os pontos de refer ncia e grupamentos padronizados que ser o descritos a seguir S e T Pontos de refer ncia que caracterizam as interfaces f sicas entre os equipamentos definidos como tomadas de acesso do usu rio RDSI U Ponto de refer ncia que pode fazer parte do equipamento de transmiss o ou identificar uma interface V Ponto de refer ncia entre a termina o de linha e a termina o da central ET1 Equipamento terminal RDSI que obedece interface S da RDSI Inclui fun es de tratamento de protocolo manuten o interface e conex o com outros equipamentos terminais RDSI puros ET2 Equipamento terminal que inclui as mesmas fun es do ET1 mas n o obedece interface S da RDSI aparelhos telef nicos comuns fax modens anal gicos enfim qualquer terminal n o RDSI 40 CESd ss ia e ES A TE a EA Ma alaa Sa E A AT Adaptador do terminal que permite interligar o equipamento ET2 interface S ou se
105. Aplica o 143 Basicamente as fun es da camada de aplica o s o aquelas necess rias adapta o dos processos de aplica o ao ambiente de comunica o A camada de aplica o estruturada modularmente para permitir a flexibilidade das fun es e das formas para se determinar os requisitos de comunica o de cada aplica o distribu da A camada de aplica o deve seguir o que determinado na norma ISO 9545 Ela formada por v rias ASE s Elemento de Servi o de Aplica o que s o os componentes b sicos das AE s Entidade de Aplica o Uma AE a fun o que um processo de aplica o utiliza para se comunicar com os seus pares Um processo de aplica o pode utilizar diversas AF s cada uma das quais provendo um conjunto de defini es de cada uma das fun es e das regras que governam o uso destas fun es O componente b sico de uma AE um Elemento de Servi o de Aplica o ASE Um ASE um elemento que define uma fun o ou um conjunto de fun es que ajudam na realiza o da aplica o Desta forma pode se imaginar que um AE um grande programa feito de muitos sub programas ou procedimentos que s o os ASE As principais fun es da camada de aplica o s o e Sele o do modo de di logo full duplex ou half duplex e Determina o da qualidade de servi o aceit vel na conex o retardo de transfer ncia taxa de erro toler vel etc e Identifica o dos futuros parceiros na c
106. Esse esquema conhecido por Asymetric Digital Subscriber Line ou ADSL A tecnologia atual permite que se enviem taxas em torno de 1 5 Mbits s da rede para o assinante via par tran ado com at 6 km de comprimento Para dist ncias menores 1 5 a 2 km pode se transmitir cerca de 6 Mbits Isto pode representar uma solu o econ mica satisfat ria para a demanda por aplica es tipo v deo discado a curto prazo A abordagem conhecida por FTTC ou Fiber to the curb fibra at o meio fio por sua vez apesar de semelhante abordagem descrita no par grafo anterior possui alimentadores a fibra que chegam at reas com 4 a 8 usu rios e os enlaces entre as termina es dos alimentadores e as instala es dos usu rios s o mais curtos Tais enlaces podem ser 84 implementados com par tran ado cabo coaxial ou fibra dependendo do n mero de canais de v deo a serem oferecidos e dos custos comparativos das 3 alternativas Em diversos pa ses empresas telef nicas e de TV a cabo est o implantando redes que empregam sistemas de fibra no enlace do assinante No caso das redes telef nicas esses sistemas s o normalmente usados para prover tanto servi os tradicionais quanto novos servi os ao mesmo tempo em que preparam a infra estrutura para o transporte de televis o e multim dia no futuro Nas redes de entroncamentos de centrais locais de comuta o telef nica cada central serve a um certo n mero de assinantes tipicamente en
107. European 224 Telecommunications Standards Institute Instituto Europeu de Normas de Telecomunica es Uma vez sob o controle do ETSI o sistema teve o seu nome alterado para Global System for Mobile communications Em 1990 as especifica es do GSM900 da faixa de 900 MHz foram congeladas dando in cio adapta o do GSM para a banda de 1800 MHz Em 91 os primeiros sistemas entraram em opera o No ano seguinte na Finl ndia a primeira rede GSM passou a funcionar A aloca o de frequ ncia para o GSM 1800 DCS1800 estabeleceu as seguintes faixas e 1710 1785 MHz uplink e 1805 1880 MHz downlink Decidiu se por um padr o aberto com interfaces bem definidas entre as diferentes partes do sistema objetivando o fim dos monop lios e o conseq ente aumento do mercado Assim pode existir competi o entre as empresas que fabricam os equipamentos e as que fornecem servi os e produtos permitindo que o custo total da tecnologia diminuisse para o usu rio final O GSM foi concebido para ser utilizado sem causar grandes modifica es PSTN Public Switch Telephone Network Suas principais caracter sticas s o e Maior toler ncia a perturba es entre c lulas devido transmiss o digital e Melhor qualidade de voz e Suporte transmiss o de dados e Cifragem da fala e Garantia de seguran a das informa es do usu rio e Roaming internacional e Exist ncia de novos servi os gra as compati
108. O H 323 prev o uso de codificadores que s o comuns a v rios tipos de redes Isto poss vel atrav s da utiliza o do componente gateway e Suporte a gerenciamento de largura de banda O tr fego dos fluxos de v deo e udio caracteristicamente consumidor de largura de banda em uma rede O padr o prov mecanismos de gerenciamento que permitem delimitar a quantidade de confer ncias simult neas e a largura de banda destinada s aplica es H 323 Al m do mais o H 323 tamb m prev facilidade de contabilidade de uso dos recursos da rede que podem ser usadas para fins de cobran a Isto poss vel atrav s do uso de um gatekeeper e Suporte a confer ncias multiponto O H 323 suporta confer ncias com tr s ou mais participantes simult neos e Suporte a multicast O H 323 suporta t cnicas de multicast nas confer ncias multiponto Uma mensagem multicast envia um nico pacote a todo um subconjunto de destinat rios na rede sem replica o Esse tipo de transmiss o usa a largura de banda de uma forma muito mais eficiente que as transmiss es unicast 200 A figura 6 8 5 mostra a arquitetura H 323 para a telefonia IP A norma H 323 permite a realiza o de chamadas dentro da Internet da Internet para e rede telef nica e da rede telef nica para a Internet Terminal Rede Telef nica P blica Comutada RTPC Gateway Figura 6 8 5 A arquitetura H 323 As duas r
109. OUTROS TRABALHOS EM www projetoderedes com br Universidade Federal do Rio de Janeiro Centro de Tecnologia Escola Polit cnica Departamento de Engenharia Eletr nica e de Computa o Disciplina Telefonia 2003 2 Professor Ricardo Rhomberg Martins Apostila de Telefonia Autores Alexandre A Barcellos Rodrigues Alvaro M Machado Neto Aur lio C de Magalh es Carlos Fernando Teod sio Soares Carlos Magno R Vasques Celso Alexandre S de Alvear Daniel Francisco Pinto Daniel Levitan Eduardo Rapoport F bio Carvalho dos Santos F bio Soares Gomes Fernando J Figueiredo Nazareth Fernando Wilson Lugon Fl via Almada Horta Marques Gabriel Barros Durante Gabriel Epjztejn Guilherme Mello de Moura Guilherme Pastor Garnier Gustavo Luis A de Carvalho Isidoro C Raposo de Almeida Filho Igor Monteiro Moraes Jos Antonio Casemiro Neto Julio Cesar Bueno Filho Leandro C da Silva Annibal Leonardo Duzzi de Lima Lucas Lopes Alenquer Marcela Ribeiro G da Trindade Marcelo A Schmalter Soares Marina Cruz Renato Feiner Ricardo dos Santos Souza Roberto Barreto de Moraes Rodrigo Franceski Prestes R mulo Mendes Cardoso Ronald Pereira Mascarenhas Silvia Galv o Lyra Tiago Villela Hosken Thiago Morra R Fonseca Organizador Roberto Barreto de Moraes Orientador Ricardo Rhomberg Martins D Sc ii Apresenta o O presente trabalho foi consegii ncia de uma das avalia es do curso de Telef
110. Protocolos utilizados no ambiente H 323 Uma chamada a partir de um terminal H 323 em uma rede local com gatekeeper para um telefone remoto exemplificada na figura 6 8 11 Terminal Terminal de origem Gatekeeper Gateway de destino SETUP no tel ou IP porta CALL PROCEEDING ALERT ALERT ALERT CONNECT CONNECT CONNECT Negocia o de par metros H 245 Transmiss o recep o de dados RTP RTCP HANG UP Libera o de recursos RAS HANG UP Figura 6 8 11 Exemplo de uma chamada de um terminal H 323 para um telefone remoto 204 O terminal H 323 difunde pela rede um pacote UDP para descobrir o endere o IP do gatekeeper Conhecendo o endere o do gatekeeper o terminal envia uma mensagem de registro RAS para este Depois de ter o seu pedido de registro aceito pelo gatekeeper o terminal envia mensagens RAS de admiss o e negocia o da largura de banda Se esta negocia o for bem sucedida um canal de comunica o entre o terminal e o gatekeeper estabelecido para a troca de mensagens de sinaliza o Q 391 de forma a criar a liga o com o telefone remoto Ap s ser estabelecida a liga o telef nica o terminal H 323 passa a se comunicar diretamente com o gateway Durante a negocia o de par metros usando o protocolo H 245 cada dispositivo envolvido anuncia os seus recursos como chamadas em confer ncia codificadores suportados etc Depois
111. RE iim 2 IT 4 BEDE aa 4 HH TO T y H to CELZ ANO 7 iii ae Jasas TT PH E e ai g E i or CI CCLI o o 02 03 os os Figura A 9 3 Rela o entre TS TA ep para o modelo M Em 1 284 Supondo como exemplo um sistema com 2 clientes minuto e u 3 clientes minuto temos para cada modelo de fila os seguintes valores para NS obtidos a partir da Figura A 9 2 Distribui o NS Exponencial 2 10 Erlang 2 1 80 Erlang 5 1 55 Constante 1 40 A 9 2 O Modelo M Em c O modelo anterior considerava o sistema com apenas um atendente Se generalizarmos para o caso em que tivermos c atendentes obtemos resultados semelhantes aos do modelo M M c As Figuras A 9 4 e A 9 5 mostram respectivamente NF e NS em fun o de p As semelhan as entre os modelos podem ser comprovadas comparando se as Figuras A 9 4 e A 9 5 com as Figuras A 8 2 e A 8 3 0 001 Fator de utiliza o Figura A 9 4 Rela o entre NF e p para o modelo M Em c 285 NS 10 10 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 Fator de utiliza o Como exemplo temos o sistema de filas sequenciais em uma f brica mostrado na Figura A 9 6 O sistema possui tr s servidores nas etapas de fabrica o inspe o e reparo de equipamentos p 30 L SO O c gt 00 0 Inspe o hegada Fabrica o Figura A 9 6 Seq ncia de filas em uma f brica A partir da Figura A 9 4 as filas formadas em cada servidor do sistem
112. RTP Esse identificador escolhido de forma aleat ria est diretamente associado m dia e ao rel gio utilizado para gerar as informa es Finalmente o campo identificadores de fontes de contribui o indica as fontes que contribu ram com dados para a forma o do pacote Estes identificadores s o os pr prios identificadores de sincronismo das fontes contribuintes que s o repassados para a fonte de sincronismo atual Usualmente o RTP utilizado sobre o protocolo UDP User Datagram Protocol que prov um servi o de transporte n o orientado a conex o n o se envia recibos de mensagens Isto porque em uma transmiss o em tempo real a retransmiss o de pacotes perdidos em geral in til sendo prefer vel a perda de pacotes recep o de pacotes atrasados Al m disso o RTP ainda faz uso da multiplexa o e do checksum providos pelo UDP isto o envio de pacotes por diferentes caminhos e o controle de erro respectivamente A reordena o dos pacotes fica a cargo do receptor atrav s do n mero de segii ncia dos pacotes Deve se ressaltar que caso um pacote sofra um atraso acima de um valor limite ele considerado perdido pelo receptor 198 RTCP Real Time Control Protocol O RTCP um protocolo de controle utilizado em conjunto com o RTP respons vel por monitorar a qualidade do servi o e por repassar informa es sobre participantes de uma dada sess o RTP Uma sess o RTP consiste em um conjunto d
113. TO DE ONDA DO s ARSENETO DE Kyi Es x a e curva pe O3 ABSOA O DO a ULTRA VIOLETA lt ez W m CURVA DE ARSOR O DO LEsPaLHAMENTO O IME RA VERMELHO 1 i DE RAYLEIGH 7 9 LIA o A 1 0 PR vt 1 3 1 4 1 8 1 6 visiver E PE COMPRIMEMT ULTRAVIOLETA INFRAVERMELHO A ia Mica our DE Owpa ATENUA O T PICA DAS FIBRAS PTICAS Figura 4 7 3 Atenua o t pica das fibras pticas Existem tr s s tipicamente utilizados para transmiss o em fibras pticas e 850 nm com atenua o t pica de 3 dB km e 1300 nm com atenua o t pica de 0 8 dB km e 1550 nm com atenua o t pica de 0 2 dB km 4 7 5 Dispers o uma caracter stica de transmiss o que exprime o alargamento dos pulsos transmitidos Este alargamento determina a largura de banda da fibra ptica dada em MHz km e est relacionada com a capacidade de transmiss o de informa o das fibras Os mecanismos b sicos de dispers o s o modal existente em fibras multimodo provocada pelos caminhos poss veis de propaga o modos que a luz pode ter no n cleo e crom tica que depende do comprimento de onda e divide se em dois tipos Material e de Guia de Onda Os tipos de dispers o que predominam nas fibras s o e Degrau Modal dezenas de MHz Km e Gradual Modal Material menor que 1 GHz Km 73 e Monomodo Material e Guia de Onda 10 a 100 GHz Km 4 8 M TODOS DE FABRICA O Os materiais b sicos us
114. a o manual parte humana parte mec nica onde a presen a da telefonista se fazia imprescind vel Dessa forma para se completar a chamada era necess rio pedir telefonista que realizasse a comuta o com um ramal determinado Evidentemente esse paradigma era deveras enfadonho na medida em que o tempo de comuta o estava atrelado a caracter sticas humanas impedindo o aumento do n mero de usu rios Com o passar do tempo as centrais evolu ram do sistema de comuta o manual para o autom tico eletromec nico eletr nico e finalmente digital A primeira central p blica de programa armazenado a central 1ESS N 1 Electronic Switching System desenvolvida pela AT amp T foi instalada em New Jersey EUA em maio de 1965 Este evento hist rico deu in cio ao interesse mundial pela id ia de controle por programa armazenado que utiliza um processador digital e um programa especialmente desenvolvido para tarefas de comuta o antes designadas telefonista gerenciamento e supervis o O controle por programa armazenado Stored Program Control apresenta v rias vantagens em rela o aos sistemas anteriores e Flexibilidade Como a central controlada por um programa residente que permite altera es poss vel por exemplo re configurar a central sem que ela tenha que ser desligada Isso pode ser feito inclusive remotamente pelo fabricante e Facilidades para o assinante Centrais de programa armazenado CPA permi
115. a arquitetura hier rquica a camada N sabe apenas que existem a camada N 1 prestadora de determinados servi os e a camada N 1 que lhe requisita os servi os A camada N n o toma conhecimento da exist ncia das camadas N 2 N 3 etc O segundo aspecto relacionado com a independ ncia entre as camadas A camada N preocupa se apenas em utilizar os servi os da camada N 1 independentemente do seu protocolo assim que uma camada pode ser alterada sem mudar as demais facilidade de manuten o desde que os servi os que ela presta n o sejam modificados assim tamb m que novas aplica es podem ser implementadas na camada apropriada aproveitando os mesmos servi os j fornecidos pelas outras camadas redu o dos esfor os para evolu es Por m a elabora o de um sistema aberto passa por algumas etapas obrigat rias que podemos observar claramente na defini o do modelo OSI da ISO e defini o do modelo do sistema aberto padr o para arquitetura do sistema aberto 130 e defini o dos padr es dos componentes que fazem parte do modelo padr es de interoperabilidade e portabilidade n o s os relacionados comunica o mas tamb m alguns n o relacionados como estrutura de armazenamento de dados etc e sele o dos perfis funcionais Podemos observar que o modelo OSI da ISO corresponde exatamente ao primeiro tem citado acima O modelo OSI um modelo de refer ncia e define apenas a a
116. a celular Toda c lula possui uma esta o r dio base ERB H dois tipos b sicos de c lulas e Omnidirecionais a ERB tem uma antena que transmite em todas as dire es com a mesma pot ncia formando assim uma rea de cobertura circular cujo centro a pr pria antena Para facilitar os gr ficos essas regi es s o comumente representadas por hex gonos e Setorizadas a ERB tem antenas diretivas de tal forma que cada uma cubra determinada rea Eventualmente de acordo com a necessidade uma das antenas pode transmitir com pot ncia maior que as demais 216 a b Figura 7 2 1 Estruturas das c lulas a omnidirecionais b setorizadas 7 2 2 Reutiliza o de fregii ncias Um grupo de c lulas vizinhas forma um cluster no qual cada c lula tem uma parte do total de canais de voz dispon veis Um cluster em geral n o corresponde a toda a rea que se deseja cobrir Dessa forma o que se faz reaproveitar os canais de voz em outros clusters necess rio todavia calcular qual a dist ncia m nima que se deve respeitar para poder reaproveitar os canais de modo a evitar interfer ncias No caso de um sistema homog neo isto em que todas as ERB s transmitem com a mesma pot ncia e as c lulas s o omnidirecionais comum que a dist ncia m nima D seja calculada como 2 43N r Onde r o raio da c lula e N o n mero de c lulas no cluster em quest o O n mero de canais em ca
117. a densidade espectral de pot ncia Apenas citaremos seus valores como figuras de m rito para a compara o entre os sistemas apresentados B 2 PHASE SHIFT KEYING BIN RIO E COERENTE PSK Definiremos o par de sinais s t e s para representar os s mbolos bin rios 0 e 1 respectivamente definidos por 288 sO TE cos s t Ee cos 27f t 77 z cos 2 7ft Onde f a freq ncia da portadora a energia por bit e 7 o per odo de 1 transmiss o de cada mensagem bit que deve ser um m ltiplo do per odo Te A raiz quadrada que multiplica o cosseno apenas para normalizar a energia do s mbolo Notemos que a diferencia o entre os s mbolos 0 e 1 feita apenas mudando a fase do cosseno em 7 radianos Dentro do per odo de transmiss o Se o receptor receber um sinal em fase com o seu oscilador de mesma frequ ncia f ele deve optar pelo s mbolo 0 Se ele receber um sinal em contra fase com o seu oscilador ele deve optar pelo s mbolo 1 Neste ponto tempos um aspecto importante do PSK e tamb m do ASK e do FSK O receptor precisa estar sincronizado com o a portadora gerada pelo emissor o que complica o design do receptor requerendo o uso de PLL s por exemplo Por isso o termo coerente no t tulo deste item Mais frente mostraremos uma deriva o do PSK onde este sincronismo n o necess rio ou seja a recep o n o coerente O espa o de est
118. a localiza o no frame e forma se ent o um cont iner virtual VC Virtual Container para cada canal O SDH pode transportar tamb m os diferentes tipos de sinais PDH atrav s do frame padronizado denominado STM N Syncronous Transport Module utilizado tanto para sinais el tricos como para sinais pticos Atualmente o padr o SDH utiliza frames STM N com as seguintes taxas de bits 155520 Mbit s STM 1 el trico ou ptico 622080 Mbit s STM 4 ptico 2488320 Mbit s ou 2 5 Gbit s STM 16 ptico e 9953280 Mbit s ou 10 Gbit s STM 64 ptico Os diversos canais multiplexados VC s normalmente s o chamados de tribut rios e os sinais de transporte gerados STM N s o chamados de agregados ou sinais de linha Os sub tens a seguir detalham as caracter sticas mais relevantes da tecnologia SDH Sincronismo As redes SDH formam um sistema s ncrono onde todos os rel gios de seus equipamentos t m em m dia a mesma fregii ncia O rel gio de cada equipamento chamado de rel gio secund rio ou escravo pode ser rastreado at o rel gio principal da rede chamado tamb m de mestre garantindo a distribui o e qualidade do sinal de sincronismo A manuten o de uma boa refer ncia de rel gio permite que os sinais STM 1 mantenham sua taxa de 155 Mbit s est vel e que v rios sinais STM 1 s ncronos possam ser multiplexados sem a necessidade de inser o de bits sendo facilmente acessados em sinais STM N de maior taxa de
119. a s o Fila p NF Produ o 0 66 0 85 Inspe o 0 33 0 11 Reparo 0 10 0 007 286 Ap ndice B COMUNICA O DIGITAL B 1 MODULA O E TRANSMISS O DIGITAL Na transmiss o digital por um canal passa banda a segii ncia de bits que se deseja transmitir modulada em uma portadora geralmente senoidal com limites de fregii ncia impostos pelo canal A informa o bin ria transmitida mudando se a fase a fregii ncia ou a amplitude da portadora Estes tr s esquemas b sicos s o conhecidos como phase shift keying frequency shift keying e amplitude shift keying respectivamente Figura B 1 1 a amplitude shift keying b phase shift keying c frequency shift keying Algumas medidas s o usadas para comparar estas tr s formas de transmiss o S o elas a probabilidade de erro a densidade espectral de pot ncia e a efici ncia de banda O maior objetivo no projeto dos sistemas de transmiss o digital minimizar a probabilidade de erro que consiste no fato do emissor enviar uma mensagem dentro de um conjunto de mensagens que modificada pelo ru do do canal usualmente modelado como ru do branco aditivo gaussiano AWGN de tal forma que o receptor decida por uma outra 287 mensagem deste mesmo conjunto de mensagens A probabilidade varia inversamente com a pot ncia de transmiss o e diretamente com o n vel de ru do no canal mas tamb m depende da forma de modula o utilizada Como n o h controle sob
120. adores 6 1 INTRODU O A REDES DE COMPUTADORES 6 1 1 Conceito de rede Uma rede um sistema de pessoas ou objetos conectados entre si As redes est o em todo lugar at mesmo dentro de n s Nossos pr prios sistemas nervoso e cardiovascular s o redes O diagrama abaixo figura mostra v rios tipos de redes voc pode se lembrar de outros Observe os agrupamentos e Comunica es e Transporte e Social e Biol gico e Servi os p blicos e Outros mais Exemplos de Rede Figura 6 3 1 Exemplos de Rede 116 6 1 2 O surgimento das redes de computadores As redes de dados surgiram como resultado de aplicativos de computador que foram criados para empresas Entretanto na poca em que esses aplicativos foram criados as empresas possu am computadores que eram dispositivos dedicados e cada um deles operava independentemente de outros computadores Portanto percebeu se que essa maneira de administrar empresas n o era eficaz nem econ mica Elas precisavam de uma solu o que respondesse satisfatoriamente s tr s quest es abaixo 1 Como evitar a duplica o de equipamentos e recursos 2 Como se comunicar eficazmente 3 Como configurar e gerenciar uma rede As empresas reconheceram o quanto poderiam economizar e ganhar em produtividade usando a tecnologia de rede Elas come aram a implantar redes e a expandir as redes existentes quase t o rapidamente quanto surgiam novos produtos e tecnologi
121. ados do PSK bin rio constitu do de uma base ou seja um espa o de uma dimens o reta Esta base definida por Ht f2 co 2794 e os pontos no espa o de estados dos s mbolos s e s s o dados por 0O ss 0 VE Ht T s3s t E At 289 Decision boundary 1 Region DCM EE Region Z l Z i VEs f VEs F 01 Message BE i point 2 1 Figura B 2 1 Pontos de mensagem s e s Z no espa o de estados do PSK bin rio A decis o do receptor pela tica do espa o de estados feita passando se o sinal recebido dentro de um per odo 7 por um filtro casado com a base ft Se o resultado for positivo decide se pela mensagem ss caso seja negativo decide se pela mensagem s t 1 E A probabilidade de erro dada por P a a onde afc a fun o 0 gaussiana de m dia zero e vari ncia 1 e No uma medida do n vel de ru do do canal A densidade espectral de pot ncia dada por S f 2E since T f LO Binary PSK amp Ea 05 E 0 0 5 1 0 1 5 2 0 Normalized frequency fT Figura B 2 2 Densidade espectral de pot ncia do PSK bin rio 290 Notemos que a maior parte da energia est concentrada no n dulo principal Quanto mais estreito for o n dulo maior ser a efici ncia na utiliza o da banda A modula o em fase desta forma se confunde com a modula o em amplitude ASK pois mudar a fase da portadora em 77 radianos
122. ados na fabrica o de fibras pticas s o s lica pura ou dopada vidro composto e pl stico Todos os processos de fabrica o s o complexos e caros As fibras pticas fabricadas com s lica pura ou dopada s o as que apresentam as melhores caracter sticas de transmiss o e s o as usadas em sistemas de telecomunica es As fibras pticas fabricadas com vidro composto e pl stico n o t m boas caracter sticas de transmiss o possuem alta atenua o e baixa largura de banda passante e s o empregadas em sistemas de telecomunica es de baixa capacidade e pequenas dist ncias e sistemas de ilumina o Os processos de fabrica o dessas fibras s o simples e baratos se comparados com as fibras de s lica pura ou dopada 74 4 9 CABOS PTICOS O uso de fibras pticas gerou uma s rie de modifica es nos conceitos de projeto e fabrica o de cabos para telecomunica es Nos cabos de condutores met licos as propriedades de transmiss o eram definidas pelo condutor constru o do cabo e materiais isolantes Estes cabos eram pouco afetados nas suas caracter sticas pelas tra es e tor es exercidas sobre os cabos durante a fabrica o e instala o J nos cabos pticos a situa o diferente porque as caracter sticas de transmiss o dependem apenas da fibra ptica e sua fragilidade not ria No projeto de cabos pticos s o observados os seguintes tens e N mero de fibras e Aplica o e Minimiza
123. al Time Protocol 8 bytes referentes ao protocolo UDP User Datagram Protocol 20 bytes referentes ao protocolo IP No total s o 40 bytes al m do cabe alho da camada de enlace 196 Do ponto de vista de sobrecarga de cabe alhos e de processamento dos protocolos deve se enviar a maior quantidade poss vel de informa o de voz em cada pacote para maximizar a utiliza o da capacidade da rede No entanto quanto maior a informa o de voz maior o tempo de espera para a gera o do pacote e maior o tempo de transfer ncia n a n na rede de comuta o por pacotes Portanto existe um compromisso entre a efici ncia e o atraso 6 8 3 Protocolos Os sistemas de voz sobre IP utilizam os protocolos da arquitetura TCP IP como infra estrutura para os seus protocolos de aplica o A figura 6 8 3 mostra a estrutura em camadas dos principais protocolos usados nos sistemas VolP controle do gateway codifica o e transporte Figura 6 8 3 Protocolos e a arquitetura em camadas para sistemas VoIP As se es seguintes apresentam alguns dos protocolos de transporte controle e sinaliza o utilizados em sistemas de voz sobre IP RTP Real Time Protocol O protocolo RTP prov servi os fim a fim para aplica es de tr fego em tempo real Por isso ele usado para transportar pacotes de voz As principais funcionalidades oferecidas pelo RTP s o a identifica o do tipo de tr fego o n mero de sequ ncia de pac
124. al ou primeiro harm nico e representar a altura o pitch do som as demais ser o chamadas de harm nicas e ser o sempre m ltiplos da fundamental por exemplo o 2 harm nico o dobro da fundamental o 3 o triplo e assim por diante Tamb m se classificam os sinais as formas de onda como determin sticos ou aleat rios Enquanto que os determin sticos s o geralmente descritos por uma equa o conhecida como uma sen ide por exemplo os aleat rios t m seu comportamento caracterizado atrav s de m dias estat sticas Quando se analisa apenas uma onda senoidal pura com sua curva definida e sua frequ ncia fixa diz se que se trata de um som puro A voz a m sica e os ru dos naturais s o sons complexos com caracter sticas aleat rias e frequ ncias m ltiplas Na fala voz dividem se os sons em sonoros ou vibrantes e surdos ou n o vibrantes No primeiro caso os sons s o restritos em faixa espectral de frequ ncia e resultam da vibra o das cordas vocais propriamente ditas j no segundo caso t m espectro mais espalhado e s o obtidos pela passagem for ada do ar atrav s da regi o buconasal A combina o deste dois tipos de sons forma a voz humana O mecanismo de produ o da voz apresenta uma resposta limitada em fregii ncia Esse limite vari vel mas fica por volta de 10 kHz Os sistemas telef nicos limitam o sinal de voz a uma faixa de 3 4 kHz com uma perda toler vel de qualidade 1
125. alidade da fala Circuitos supressores de eco acabam eliminando parte da s laba inicial em transmiss es via sat lite Eco Resulta de reflex es do sinal em pontos terminais da linha Retardos acima de 65 ms produzem ecos percept veis e retardos inferiores tendem a tornar o som deturpado Realimenta o Realimenta o ac stica pode ocorrer em trajetos de redes complexas O efeito perturbador para o locutor e para o ouvinte Ru do Diversos tipos de ru do afetam a transmiss o do sinal de voz O ru do b sico para sistemas digitais conhecido como ru do do quantiza o resulta do mapeamento do sinal anal gico em digital O ru do um sinal aleat rio por natureza e provoca uma sensa o desagrad vel ao ouvido devendo ser minimizado na medida do poss vel 14 Redes Telef nicas 21 INTRODU O A rede telef nica evoluiu a partir do servi o telef nico b sico para uma oferta variada de servi os tornando se uma estrutura de comunica es complexa e de alta capilaridade e atingindo mais de um bilh o de linhas pelo mundo no ano de 2001 A rede telef nica composta por e Redes de longa dist ncia que incluem centrais internacionais e interurbanas e seus respectivos entroncamentos e Redes locais contendo as centrais e entroncamentos em rea urbana e Enlace do assinante constitu do pelos terminais e linhas de assinantes Quanto ao m todo de comuta o as redes podem utilizar a comuta o por
126. an a de fase ser de 180 ao passar de 1 1 para 1 1 por exemplo Isto pode ser visto na figura abaixo Estas mudan as bruscas de fase provocar o um aumento na largura de faixa ocupada pelo sinal dg aa E A ay i Ee aE E I j 1 tada E ras Pa d E dg ASA 0 2T 4T 6T BT QPSK 235 Se se passa um sinal QPSK por um filtro com a inten o de reduzir a faixa ocupada por ele o sinal resultante j n o ter uma amplitude constante e uma mudan a de fase de 180 far a sua amplitude cair a zero momentaneamente Uma maneira de evitar este efeito indesej vel pode ser vista no item seguinte OQPSK Offset Quadrature Phase Shift Keyng Se as duas sequ ncias de bits I e Q forem deslocadas de intervalo de bit as flutua es de amplitude ser o minimizadas uma vez que a fase nunca mudar de 180 Este tipo de modula o obtido de um QPSK atrasando a seq ncia impar de meio intervalo de bit com respeito sequ ncia par como se pode ver na figura abaixo dpi A faixa de transi es de fase passa a ser de 0 a 90 a possibilidade de transi o de 180 eliminada e ocorre com o dobro da frequ ncia mas com a metade da intensidade de um QPSK As varia es de amplitude continuam ocorrendo no transmissor e no receptor mas elas t m amplitude menor A taxa de erro de bit a mesma num BPSK num QPSK ou num OQPSK A figura abaixo permite ver o sinal OQPSK no tempo dg 1
127. an ando de 192 a mais de 50 000 terminais dispon veis em duas vers es A primeira vers o o tr pico R de pequena m dia capacidade enquanto que a segunda Tr pico RA de m dia alta capacidade A Tr pico foi constru da segundo uma concep o de m dulos independentes Cada m dulo tem seu pr prio microprocessador e seu software Em funcionamento normal os m dulos trocam informa es entre si podem ser gerenciados dist ncia e os seus dados modificados pelo operador Em caso de falhas a degrada o ocorre de forma suave pois s o m dulo com defeito p ra de funcionar A fam lia Tr pico compreende um concentrador de linhas de assinantes em produ o desde 1983 Tr pico C A central local de pequeno porte para 4 000 assinantes e 800 troncos est no mercado desde 1985 Tr pico R A central local tandem de m dio porte para 16 mil linhas iniciou a produ o em 1991 Tr pico RA Ainda em desenvolvimento est o as centrais Tr pico L local tandem de grande porte para 80 000 linhas e a Tr pico T interurbana de grande porte para 50 000 circuitos troncos Desenvolvimento interno do Tr pico R Viabilidade a partir de Capacidade M xima HW1110 1000 assinantes 4096 assinantes 11 bastidores 320 ERL HW 7130 Ef e ea 7680 ass 8 bastidores 530 ERL 10000 ass celulares 700 assinantes Y HWIISO 1996 99 10000 ass 7 bastidores asssinantes 1000 ERL 10000 ass celulares Fonte Promon Figura 3 5 1
128. ansmiss o entre Centrais CPA T A transmiss o de informa o feita atrav s de um meio de propaga o que pode ser n o guiado como a atmosfera para a transmiss o de r dio por exemplo ou guiado como as linhas telef nicas 31 2 6 3 Transmiss o via r dio No caso de radiotransmissores para que um sinal possa ser irradiado com efic cia a antena irradiadora deve ser da ordem de um d cimo ou mais do comprimento de onda correspondente frequ ncia do sinal a ser transmitido Desta forma para transmitir sinais de voz as antenas necessitariam de dimens es da ordem de centenas de quil metros Para tornar poss vel a transmiss o de sinais com a frequ ncia da voz humana este deve ser modulado A modula o utiliza ondas portadoras que servem como um suporte para levar a informa o tamb m chamado sinal modulador A onda senoidal usada tradicionalmente como portadora com a modula o podendo se processar geralmente de tr s maneiras Alencar 1998 e Modula o em Amplitude AM quando o par metro da portadora a ser variado a amplitude Inclui os sistemas ASK OOK e ASK M rio e Modula o em Angulo quando o par metro da portadora a ser variado a sua fase PM ou frequ ncia FM Os sistemas mais comuns s o o FSK PSK e PSK M rio e Modula o em Quadratura QUAM quando s o variados os par metros de amplitude e ngulo ao mesmo tempo Dentre os mais conhecidos est o o QAM e o QPSK
129. ao mesmo tempo ser r pido auto recuper vel e de alta confiabilidade O grupo de trabalho MPLS criou o Protocolo de Distribui o de R tulos LDP Esse protocolo funciona como uma chamada telef nica Quando os r tulos s o associados permanecem associados at que seja dado um comando para os desfazer Esse protocolo prov roteamento impl cito Outros grupos argumentam contra o uso de um protocolo novo e n o testado quando existem protocolos de roteamento que podem ser alterados ou adaptados para carregar as associa es Assim alguns protocolos j existentes foram alterados para tal fun o O Protocolo de Ponte de Borda BGP e o IS IS funcionam bem para tais objetivos Os protocolos LDP BGP e IS IS estabelecem a LSP mas fazem pouco pela engenharia de tr fego pois o tr fego roteado poderia ser redirecionado para uma LSP de maior prioridade causando congestionamento Para ultrapassar esse problema os protocolos de sinaliza o foram estabelecidos para criar t neis de tr fego roteamento expl cito Eles s o o Protocolo de Distribui o de R tulos com Rota Restrita CR LDP e o Protocolo de Configura o com Reserva de Recursos RSVP TE Al m desses o Protocolo de Caminho mais Curto OSFP foi alterado para suportar engenharia de tr fego OSPF TE mas n o largamente usado Engenharia de Tr fego 190 ISIS CR LDP RSVP TE OSPE TE Tabela 6 7 2 Protocolos 6 7 4 Garantindo Qualidade de Servi
130. ar a engenharia de tr fego MPLS chamado de RSVP TE Abaixo vemos como um caminho estabelecido entre duas m quinas A esta o alvo solicita um caminho espec fico com condi es de tr fego detalhadas A mensagem recebida e uma mensagem de reserva reservando a banda na rede 191 mandada de volta esta o alvo Ap s a primeira mensagem de reserva ser recebida os dados podem fluir para um caminho espec fico de fim a fim Figura 6 7 10 RSVP TE Este tipo de estabelecimento chamado de soft state pois a chamada ser derrubada se n o houver uma atualiza o respeitando temporizadores CR LDP Com o CR LDP modifica es foram feitas ao protocolo LDP para permitir especifica es de tr fego Esse protocolo adiciona campos ao LDP Eles s o chamados de taxas de dado de pico comprometido e de excesso muito similar ao usado em redes ATM O estabelecimento de chamada um processo bem simples uma requisi o e um mapeamento Diferentemente do protocolo RSVP TE o CR LDP mant m o caminho uma vez estabelecido at que uma requisi o expl cita seja feita 6 7 5 Vantagens do MPLS Uma das maiores vantagens do MPLS o fato de que est se apresentando como uma implementa o de comuta o por r tulos padronizada O desenvolvimento de padr es resulta em um ambiente aberto com v rios fabricantes compat veis A competi o tamb m resulta em pre os mais baixos e leva a mais r pida
131. as de rede Como resultado houve uma grande expans o das redes no come o dos anos 80 entretanto o in cio do desenvolvimento das redes foi ca tico de muitas maneiras Em meados dos anos 80 sentiram se os problemas do crescimento Muitas das tecnologias de rede que surgiram tinham sido criadas usando se diferentes implementa es de hardware e software Em consegii ncia muitas das novas tecnologias de rede eram incompat veis umas com as outras Tornou se cada vez mais dif cil paras as redes que usavam especifica es diferentes se comunicarem entre si Uma das primeiras respostas a esses problemas foi a cria o de redes locais LANs Como elas podiam conectar todas as esta es de trabalho perif ricos terminais e outros dispositivos em um nico edif cio as LANs tornaram poss vel s empresas que usavam a tecnologia da computa o compartilhar por exemplo arquivos e impressoras de modo eficiente A medida que o uso do computador nas empresas cresceu logo se percebeu que at mesmo as LANs n o eram suficientes Em um sistema de LAN cada departamento ou empresa era uma esp cie de ilha eletr nica 117 Era necess rio um modo de passar informa es de maneira r pida e eficiente n o s dentro da empresa mas tamb m de uma empresa a outra A solu o ent o foi a cria o de redes de reas metropolitanas MANs e de redes de longa dist ncia WANs Como as WANs podiam conectar as redes usu rias dentr
132. as facilidades de comunica es tais como os sistemas de gera o e distribui o de energia el trica e os sistemas de transporte ferrovi rio As facilidades de comunica es incluem al m de servi os de comunica o telef nica servi os de telemetria supervis o e controle ao longo do sistema As dist ncias envolvidas podem ser de alguns quil metros ao longo de linhas de transmiss o ou linhas f rreas 100 4 13 7 Redes Locais de Computadores As comunica es entre computadores s o suportadas por sistemas de comunica o de dados que costumam ser classificados segundo as dist ncias envolvidas em redes de computadores de longa dist ncia ou redes locais de computadores As redes de computadores a longa dist ncia utilizam se dos meios de transmiss o comuns rede telef nica Embora geralmente usem t cnicas distintas comuta o de pacotes modem etc essas redes a longa dist ncia s o implantadas ou integradas nos mesmos suportes f sicos de transmiss o da rede telef nica Assim sendo o uso de fibras pticas em sistemas de comunica o de dados a longa dist ncia acompanha a evolu o da aplica o de fibras pticas na rede telef nica cabos troncos cabos submarinos RDSI etc As redes locais de computadores utilizadas para interconectar recursos computacionais diversos computadores perif ricos banco de dados etc numa rea geograficamente limitada pr dio usina f brica campus etc caract
133. atiza o dimensionamento de uma nova f brica etc Assim dado um determinado objetivo de produ o ou de qualidade de atendimento o estudo vai procurar definir a quantidade de atendentes equipamentos ve culos pessoas etc que devem ser colocados em cada esta o de trabalho assim como o melhor layout e o melhor fluxo Para dimensionar adequadamente um sistema devemos dedicar especial aten o aos chamados gargalos ou seja os pontos onde ocorrem filas Dizemos tamb m que um sistema ou processo adequadamente dimensionado est balanceado Qualquer pessoa sabe exatamente o que s o filas em decorr ncia das experi ncias que o dia a dia nos coloca N s entramos em uma fila para descontar um cheque em um banco para pagar pelas compras em um supermercado para comprar ingresso em um cinema para pagar o ped gio em uma estrada e em tantas outras situa es Em engenharia tamb m existem situa es de fila como programas esperando para serem atendidos pelo 258 microprocessador ou para ter permiss o de acesso a um dispositivo de entrada e sa da assim como assinantes esperando por uma linha dispon vel para efetuar uma liga o telef nica Al m de n o serem simp ticas as filas t m ainda o lado desfavor vel do custo Isto v lido em qualquer ambiente indo de f bricas a um supermercado Por exemplo nas f bricas a exist ncia de fila em um equipamento pode implicar espera por pe as que necessitam ser processadas o q
134. atura e Vida til e degrada o os leds t m vida til maior que os lasers aproximadamente 10 vezes mais al m de ter degrada o bem definida e Custos os lasers s o mais caros que os leds pois a dificuldade de fabrica o maior e Ruidos os lasers apresentam menos ru dos que os leds Ambos podem ser fabricados do mesmo material de acordo com o comprimento onda desejado o AlGaAs arseneto de alum nio e g lio para 850 nm o InGaAsP arseneto fosfeto de ndio e g lio para 1300 e 1550 nm D lt LED LASER Caracter stica de irradia o Figura 4 11 2 Caracter sticas da irradia o 4 11 2 LASER Para entendermos o funcionamento de um laser tomemos um laser a g s HeNe de maneira did tica onde os n meros usados s o ilus rios para melhor visualiza o dos fen menos Um tomo composto de um n cleo e de el trons que permanecem girando em torno do mesmo em rbitas bem definidas Quanto mais afastado do n cleo gira o el tron menor a sua energia Quando um el tron ganha energia ele muda de sua rbita para uma rbita mais interna sendo este um estado n o natural para o tomo mas sim for ado Como esse estado n o natural por qualquer dist rbio o tomo tende a voltar a seu estado natural liberando a energia recebida em forma de ondas eletromagn ticas de comprimento de onda definido em fun o das rbitas do tomo 81 As caracter sticas t picas de um laser s o O
135. av s de conex es Uma conex o fim a fim chamada conex o com canal virtual Virtual Channel Connection VCC Cada conex o virtual em um enlace denominada de enlace de canal virtual Virtual Channel link VCL A figura a seguir ilustra isso Figura 6 5 10 Enlace de canal virtual Existe uma VCC entre os pontos A e B da figura acima formada por quatro VCLs identificadas pelos r tulos a b x e y Quando A e B estabeleceram a conex o as tabelas de cada n intermedi rio foram atualizadas para redirecionarem as c lulas corretamente 164 Quando uma c lula chega a um comutador este identifica o caminho que est registrado no cabe alho da c lula par VPI e VCI e consulta um tabela de acordo com a porta de entrada dessa c lula para redirecion la a uma porta de sa da Antes da retransmiss o por m necess rio atualizar o cabe alho da c lula de acordo com o pr ximo enlace de canal A figura a seguir ilustra a comuta o atrav s de r tulo 24 Na figura pode se ver um nico r tulo redirecionando a c lula mas bom lembrar que existem dois r tulos em cada c lula que ser o melhor explicados adiante TABELA i Troca R tulo Retransmite pela porta adequada Figura 6 5 11 Comuta o atrav s de r tulo Quando a c lula enviada pela porta n com o r tulo k chega no outro comutador o processo semelhante ou seja a tabela da porta por onde chegar a c lula ser analisada no
136. bilidade com ISDN Nos primeiros anos do s culo XXI o GSM j era a tecnologia mais usada por celulares de todo o mundo contando com mais de 930 milh es de usu rios inclusive em todos os pa ses da Am rica Latina 225 Antes de operar no Brasil foi preciso que se definissem as faixas de frequ ncia para a opera o do GSM Representantes norte americanos fizeram um forte lobby para a ado o do mesmo sistema utilizado nos EUA ou seja a faixa de 1 9 GHz para o GSM1800 j que a faixa de 1 8 GHz j era destinada por eles para uso militar Com isso os EUA seriam os respons veis pelo fornecimento de aparelhos e equipamentos para o Brasil Por m o presidente do Brasil na poca Fernando Henrique Cardoso decidiu pela ado o do sistema europeu com a faixa de 1 8 GHz para o GSM1800 ficando o GSM900 na faixa dos 900 MHz Assim a tecnologia GSM entrou em opera o no Brasil em 2002 e chegou marca de 5 milh es de usu rios em apenas dezesseis meses considerada uma not ria hist ria de sucesso e chamou a aten o dos principais rg os relacionados tecnologia GSM Nesse per odo o uso da tecnologia cresceu mais de 11 ao m s de acordo com a Anatel o que representa cerca de 300 mil novos consumidores por m s parte deles migrando de sistemas CDMA e TDMA O desenvolvimento do GSM Fase 1 Servi os b sicos e Conversa o e Dados comuta o por circuito com at 9 6 kbps fax encaminhamento e bloqueio d
137. bits 172 Tamb m os sinais s ncronos de menores taxas de bits encapsulados nos VCs podem ser multiplexados sem a necessidade de inser o de bits para compor os sinais STM 1 e podem ser facilmente acessados e recuperados O uso de ponteiros em conjunto com buffers permite acomodar as eventuais diferen as de fase e fregii ncia dos canais durante o processo de multiplexa o Os ponteiros possuem campos espec ficos para armazenar os bits ou bytes em excesso ou para indicar a falta destes durante o processo de sincroniza o justifica o Os buffers permitem que esse processo ocorra sem a perda de informa o armazenando e mantendo o sinal original Desta forma extremamente importante a qualidade e a manuten o do sinal de sincronismo para o sucesso da rede e dos servi os prestados a partir dela Estrutura em Camadas O padr o SDH foi desenvolvido usando a abordagem cliente servidor e sua arquitetura de administra o e supervis o procurou apoiar se no modelo de camadas OSI ISO permitindo que a supervis o do transporte de informa es seja feita atrav s de camadas hierarquizadas Do ponto de vista de rede essas camadas s o representadas conforme a figura a seguir Para um determinado servi o caracterizado por sua origem e destino e por uma taxa de bits conhecida s o identificados os tipos de funcionalidades e as camadas envolvidas para executa lo VIA Multiplexa o Multiplexa o Me f
138. ca es de com rcio eletr nico Estes servi os vi veis podem incluir qualquer aplica o ou servi o que requer um alto n vel de desempenho da rede Por exemplo voz sobre IP uma aplica o idealmente apropriada para o Optical Ethernet pois requer baixos n veis de lat ncia e jitter da rede Os servi os de armazenamento e desastre recupera o s o outros exemplos de servi os que requerem o desempenho da rede Optical Ethernet Estes servi os requerem o desempenho em tempo real da rede fim a fim a disponibilidade abundante da largura de faixa e os mais altos n veis de confiabilidade e seguran a da rede Adotar a Ethernet Optica nas suas redes permitir s operadoras aos provedores de servi os e s empresas escolherem uma variedade de novos servi os especializados que podem ser rapidamente fornecidos facilmente provisionados e mantidos remotamente As vantagens provenientes dos novos servi os com a Ethernet ptica s o e simplicidade transpar ncia fim a fim e velocidade 2Mbit s at 10Gbit s e confiabilidade prote es das redes pticas 90 Para as empresas as possibilidades s o emocionantes e os riscos s o minimizados A Ethernet Optica fornece a conectividade necess ria para permitir aplica es e servi os inovadores que ajudam a maximizar a lucratividade da empresa As empresas poder o implementar ou contratar uma nova s rie de servi os que incluem os seguintes exemplos
139. capacidade de transmiss o Este fen meno explica a decomposi o da luz branca no prisma e a forma o do arco ris Ex v cuo n 1 0 gua n 1 3 vidro n 1 5 diamantes n 2 0 4 2 3 Reflex o e Refra o Ao incidir em uma superf cie de separa o entre dois meios de ndice de refra o diferentes uma parcela da energia ser refletida enquanto outra parcela se propagar atrav s do segundo meio Ao passar para o meio de transmiss o a onda sofre um desvio na sua dire o caracterizado pela Lei de Snell 62 n sen0 n sen0 4 2 4 ngulo cr tico e reflex o interna total Quando um raio de luz muda de um meio que tem ndice de refra o maior para um meio que tem ndice de refra o menor a dire o da onda transmitida afasta se da normal A medida que aumentamos o ngulo de incid ncia 1 o ngulo do raio refratado tende a 90 Quando isso acontece o ngulo de incid ncia recebe o nome de ngulo cr tico Uma incid ncia com ngulo maior do que este sofre o fen meno da reflex o interna total BN Taj ste a ps Eid REFLEX O E REFRA O REFLEX O INTERNA TOTAL REFLEX O INTERNA TOTAL E NGULO CR TICO Figura 4 2 1 Reflex o e refra o 63 4 3 FIBRAS PTICAS Uma fibra ptica um capilar formado por materiais cristalinos e homog neos transparentes o bastante para guiar um feixe de luz vis vel ou infravermelho atrav s de um trajeto qualquer A estrutura b sica de
140. ces pticas adequadas aos aparelhos telef nicos Essas interfaces exigem por exemplo a implementa o de t cnicas para acionamento da campainha e energiza o do aparelho telef nico via fibra ptica Com os avan os da tecnologia de componentes optoeletr nicos e dispositivos de ptica integrada espera se entretanto solu es satisfat rias num futuro n o muito distante O uso de fibras pticas em redes de assinantes em cidades piloto tem servido como laborat rio em diversos pa ses para o desenvolvimento da tecnologia de fibras pticas e de novos servi os suportados pela rede telef nica RDSI o caso por exemplo do projeto Biarritz na Fran a e do sistema BIGFON na Alemanha Em T quio no Jap o experimenta se desde 1984 o Sistema Modelo INS envolvendo a transmiss o por fibras pticas de voz digitalizada dados fac s mile colorido e imagem para mais de 300 assinantes Nos EUA a AT amp T oferece desde 1985 o sistema VIVID da AT amp T usa fibras pticas para conectar o terminal de v deo digital do assinante ao comutador de v deo na central telef nica local a uma taxa de 45 Mbps 4 13 4 Cabos Submarinos Os sistemas de transmiss o por cabos submarinos parte integrante da rede internacional de telecomunica es uma outra classe de sistemas onde as fibras pticas cumprem 97 atualmente um papel de fundamental import ncia As fibras pticas por outro lado considerando se apenas os sistemas de 3
141. cial de fibras pticas na rede telef nica Embora as fibras pticas n o sejam ainda totalmente competitivas com os pares met licos a partir da introdu o de novos servi os de comunica es videofone televis o dados etc atrav s das Redes Digitais de Servi os Integrados RDSI o uso de fibras pticas na rede de assinantes tende a ser imperativo A Figura abaixo ilustra a evolu o no uso de fibras pticas na rede de assinantes em RDSI a o _libra ptca par tran ado c Interface de Linha Banda Estreits Figura 4 13 2 Evolu o da rede de assinantes a fibra ptica para CATV b sistema integrado c apenas fibra ptica A grande banda passante oferecida pelas fibras pticas al m de suportar novos servi os de transmiss o permite configurar a rede de assinantes em topologias mais econ micas em termos de cabea o figura abaixo Al m disso com as grandes quantidades de fibras pticas necess rias para a rede de assinantes o custo dos cabos pticos deve cair consideravelmente aproximando se do custo dos cabos com pares met licos 96 minal Remo bj rvore cabo ptico de distribui o principal Figura 4 13 3 Arquiteturas para a rede de distribui o dos assinantes com fibras pticas Um outro desafio a considerar para a dissemina o de fibras pticas na rede de assinantes al m da redu o dos custos atuais a interfa
142. circuitos ou por pacotes Na comuta o por circuitos os recursos necess rios em todos os subsistemas de telecomunica es que ligam origem e destino s o ocupados enquanto durar a conex o Esta estrat gia adequada para chamadas com alto grau de utiliza o do meio A comuta o por circuitos ainda a mais utilizada A comuta o por pacotes apropriada para sistemas com fator de utiliza o mais baixo nos quais os recursos s o utilizados apenas por uma fra o do tempo e empregada principalmente na comunica o entre computadores Pode se prever a sua utiliza o em telefonia num futuro pr ximo Um site fundamental para a consulta de normas aplicadas pelo Sistema Telebr s assumidas pela Anatel Sistemas anatel gov br sdt Consultar pr ticas por s rie s rie Engenharia 15 II A CENTRAL TELEF NICA A central telef nica o elemento de rede respons vel pela comuta o de sinais entre os usu rios automatizando o trabalho das antigas telefonistas que comutavam manualmente os caminhos para a forma o dos circuitos telef nicos As linhas telef nicas dos v rios assinantes chegam s centrais telef nicas e s o conectadas entre si estabelecendo circuitos tempor rios que permitem o compartilhamento de meios promovendo uma otimiza o dos recursos dispon veis A comuta o era eletromec nica at o inicio dos anos 70 quando as fun es l gicas de comando e controle da comuta o passaram a
143. comunica es em escala global O UMTS Universal Mobile Telecommunications System um padr o paralelo que est sendo desenvolvido pelo ETSI e est em conformidade com o FPLMTS Algumas das caracter sticas do sistema para o FPLMTS inclu das no ITU R s o e Sistema digital utilizando a banda 1 8 2 2 GHz e M ltiplos ambientes de r dio celular sem fio por sat lite e Terminais multimodo para possibilitar roaming e Um grande conjunto de servi os de telecomunica es e Alta qualidade e integridade se comparado s redes fixas e Roaming internacional e possibilidade de handoff entre os sistemas e Utiliza o de capacidades de IN para gerenciamento da mobilidade e controle do servi o e N veis altos de seguran a e privacidade e Arquiteturas de redes abertas e flex veis A Confer ncia Mundial Administrativa de R dio de 1992 WARC 92 reservou uma banda de frequ ncia comum 1 8 2 2 GHz para os ambientes de r dio no FPLMTS No entanto de acordo com o ITU R necess ria uma abordagem diferente dos 252 desenvolvimentos de transmiss o de r dio realizados anteriormente para que se possa maximizar as caracter sticas comuns atrav s do conjunto de ambientes de r dio no FPLMTS de forma que terminais de baixo custo e com multimodo possam ser desenvolvidos O ITU R est identificando as fun es relacionadas que podem ser comuns para m ltiplos ambientes operando com r dio assim como tamb m um conjunto m
144. cones e menus Os principais padr es para desenvolvimento de interfaces gr ficas s o X Window e Motif Comunica o a parte de comunica o o objeto principal do nosso estudo Ela vai prover a comunica o e interopera o entre m quinas e sistemas diferentes cuidando de caracter sticas como padr es de interopera o endere amento etc O modelo OSI ent o se encaixa na figura 6 3 2 como um conjunto de fun es que possibilitam que m quinas distintas possam se comunicar e trocar informa es Ele possui sete camadas figura 6 3 3 onde cada camada respons vel por uma determinada fun o espec fica Os princ pios utilizados para se chegar a estas camadas s o e uma camada deve ser criada onde necess rio um n vel de abstra o diferente e cada camada deve desempenhar uma fun o bem definida e a fun o de cada camada deve ser definida tendo em vista a defini o de protocolos padr es internacionais e as fronteiras entre as camadas devem ser escolhidas de forma a minimizar o fluxo de informa es atrav s das interfaces e o n mero de camadas deve ser grande o suficiente para que n o seja preciso agrupar fun es em uma mesma camada por necessidade e pequeno o suficiente para que a arquitetura fique manej vel Cada camada usu ria dos servi os prestados pela camada imediatamente inferior e presta servi os para a camada imediatamente superior Esta troca de informa es entre as camadas a
145. da c lula pode ser fixo o que ineficiente visto que pode haver desperd cio de canais em uma c lula e aus ncia de canais em outra ou vari vel Neste caso c lulas podem emprestar canais que n o estejam utilizando para outras do mesmo cluster Esses empr stimos s o controlados por uma entidade superior chamada de MSC mobile switching center H ainda uma terceira possibilidade melhor que as outras duas Nela nenhuma c lula tem canais priori Quando uma liga o requisitada a ERB correspondente manda um sinal para a MSC que lhe fornece ou n o um canal De fato o tr fego aumenta mas o controle dos canais fica centralizado na MSC o que torna essa estrat gia de distribui o mais barata e confi vel 217 7 2 3 M todos de acesso m ltiplo Existem tr s tipos de acesso m ltiplo rede de telefonia celular e TDMA time division multiple access o tempo dividido em pequenos intervalos chamados de slots Em cada slot um nico usu rio lan a m o do canal todos os outros se mant m em sil ncio Essa caracter stica um limitador do n mero de usu rios simult neos dessa tecnologia O funcionamento do TDMA se baseia na caracter stica do ouvido humano de n o perceber per odos curtos de sil ncio Se muitos acessam a rede ao mesmo tempo pode acontecer que o intervalo entre um slot e outro do mesmo usu rio seja grande demais de modo que o receptor da mensagem o perceba Al m disso impr
146. da conex o Ao perceber que Alice retirou o fone do gancho a central interrompe o sinal de ring e conecta finalmente os dois usu rios para que eles possam conversar em paz Quando terminarem de falar Bob ir colocar o seu fone novamente no gancho notificando central que terminou sua liga o e a central terminar a conex o entre os dois al m de liberar os recursos alocados por Bob no in cio do telefonema O esquema explicado anteriormente est ilustrado na figura abaixo onde Bob indicado como usu rio A realizador da chamada e Alice como usu rio B receptor da chamada Toda a sinaliza o utilizada pela central para o estabelecimento da liga o telef nica est explicada no cap tulo 2 49 Pesado Cool Asim Sia otank werorz freu do lkuLtants gt osisatte A pras ves snobe hanada Var dz dicer l Benony xirsala pad 0t ripio de omjerezn z orza Dinh ahe gas mara entorses duaise do dirian z besoa do rreeitce de 32d Tozi g chnala Cienie erenncada Siwi sorora de OERS Li u E a pp O mhire chato Dionrezta sisal soom Sital de menino ve trem ne besta Comensa a Crenerss Sapersnan a crmeado ls Siabindisaao Sial pars ras irilaulo PEE d iala velzfiers m gancho Equipomenase desore rro o viciar so puto Figura 3 4 1 Diagrama de eventos de uma liga o completada 50 3 5 A FAM LIA TR PICO O sistema Tr pico uma fam lia completa de centrais digitais de comuta o telef nica alc
147. da uma decis o de encaminhamento o roteador procura nesta tabela utilizando o endere o de destino do pacote como um ndice obtendo qual deve ser a pr xima m quina A constru o das tabelas e seu uso s o opera es l gicas essencialmente independentes A figura abaixo ilustra essas fun es como podem ocorrer em um roteador Gerencia de Roteamento Tabela Processador de Controle Pacotes Engine de Pacotes io pTiNhamento Entrando Saindo Figura 6 7 1 Fun es do roteador Comuta o switching E geralmente usada para descrever a transfer ncia de dados de uma porta de entrada para uma porta de sa da de uma m quina onde a sele o baseada em informa es de camada 2 por exemplo ATM VPI VCN 181 Componente de controle Constr i e mant m uma tabela de encaminhamento para uso de um n Trabalha com os componentes de controle de outros n s para distribuir informa es de roteamento de forma consistente e acurada Tamb m certifica que procedimentos locais consistentes s o usados para criar as tabelas de encaminhamento Protocolos de rotamento padr o OSPF BGP RIP s o usados para trocar informa es de roteamento entre os componentes de controle Deve reagir quando alguma altera o ocorre na rede como falha de um enlace mas n o est envolvido no processamento de pacotes individuais Componente de encaminhamento Realiza o encaminhamento de pacotes propriam
148. dade compat veis com o anseio do usu rio Deve se considerar que as reas de maior tr fego devem ter maior aten o no projeto Os par metros como rea efetivamente coberta GOS grau de mobilidade e qualidade do sinal recebido s o conceitos relevantes quando a satisfa o do usu rio o fim 221 O planejamento de um sistema come a pela defini o da rea de servi o a ser atendida a partir da distribui o geogr fica do tr fego a ser atendido Em seguida em ambiente computacional de simula o localiza se a primeira ERB A partir de um plano de reuso localizam se as outras ERBs em fun o do tr fego oferecido por cada uma delas Todo sistema deve ser projetado para permitir expans es tanto em rea atendida como em tr fego oferecido O ambiente computacional faz a predi o de cobertura celular e detecta as poss veis condi es de interfer ncias co canal A partir deste resultado o projetista rearranja as ERB de modo a evitar as condi es de interfer ncia Ap s nova predi o a equipe de projeto come a os levantamentos em campo Observando se a coer ncia no projeto inicia se a implanta o do sistema Os passos descritos formam uma linha geral de projeto de sistema de comunica o m vel celular 74 EVOLU O DO SISTEMA CELULAR Os primeiros sistemas de telefonia celular nos moldes que se conhecem hoje foram implantados nos Estados Unidos AMPS e no Jap o NTT em 1979 Um ano depois os pa ses n
149. das de um SSP para um outro SSP e Signal Transfer Point STP ou Ponto de Transfer ncia de Sinaliza o PTS respons vel pelo roteamento das mensagens de sinaliza o entre os SSP s N o tem fun o de comuta o de udio embora muitos equipamentos possam executar tanto a fun o de STP como de SSP e Service Control Point SCP corresponde aos bancos de dados que podem ser acessados pelos demais pontos da rede para obter informa es necess rias para a disponibiliza o de servi os mais elaborados 25 SS7 Links SS7 Links Figura 2 4 1 Arquitetura da Rede Cada ponto da rede de sinaliza o possui um endere o chamado point code e atrav s deste point code endere o que um ponto da rede consegue acessar um outro ponto Isto realizado inserindo em cada mensagem enviada o endere o correspondente ao ponto de destino que se deseja acessar 2 4 2 Blocos funcionais do SS 7 Na aplica o do modelo OSI Open System Interconection apresentado no cap tulo referente a redes ao caso do sistema telef nico os assinantes e o aparelho telef nico s o respons veis pelas fun es dos n veis 4 a 7 A rede telef nica se encarrega dos n veis 1 a 3 O sistema telef nico composto dos seguintes blocos funcionais MTP Message transfer part N vel 1 Fun es de enlace de dados Definem as caracter sticas f sicas el tricas e funcionais do enlace de dados MTP N vel 2 Fun es d
150. de pacotes Contudo existe um certo limite para a taxa de perda de modo a n o prejudicar a inteligibilidade Outro fator relevante para a transmiss o de voz o n mero de pacotes consecutivos perdidos em um mesmo fluxo isto a perda de pacotes em rajada A perda em rajada mais prejudicial do que a perda de pacotes intercalados pois acarreta uma maior quantidade de sil ncio 6 8 6 T cnicas para reduzir o efeito da perda de pacotes Existem algumas t cnicas para suavizar a perda de pacotes A grande vantagem destas t cnicas n o acrescentar sobrecarga na rede Dentre essas t cnicas destacam se a substitui o por sil ncio a substitui o por ru do a repeti o de pacotes a interpola o e a intercala o Detalhes de cada uma destas t cnicas ser o visto a seguir 213 A t cnica substitui o por sil ncio consiste na substitui o dos pacotes perdidos por sil ncio Esta t cnica pode causar cortes na voz sobretudo quando s o utilizados pacotes grandes ou quando h uma alta taxa de perda J a substitui o por ru do consiste na substitui o dos pacotes perdidos por ru do branco Esta t cnica apresenta um melhor desempenho que a substitui o por sil ncio pois o c rebro humano capaz de reconstruir a mensagem recebida na presen a de ru do de fundo o que n o poss vel com o sil ncio A t cnica de repeti o de pacote consiste na repeti o do ltimo pacote corretamente recebid
151. deo multicast udio e v deo unicast Modo Descentralizado Modo Centralizado Figura 6 8 7 Modo descentralizado e Modo H brido A comunica o de dados e controle sempre se d de forma centralizada com a MCU Contudo podemos ter udio tamb m centralizado e multicast de v deo ou vice versa udic v deo dados e conhole centralizados V deo rdio descentralizado Figura 6 8 8 Modo h brido O gatekeeper o equipamento respons vel pelo gerenciamento de um conjunto de equipamentos dedicados telefonia IP Suas principais fun es s o executar a tradu o de endere amento dos diversos equipamentos controlar o acesso dos equipamentos rede dentro de sua zona e controlar a banda utilizada um elemento opcional no ambiente H 323 Podemos destacar outras funcionalidades para ele e Controle de banda rege os pedidos de troca de banda em uso e Pode controlar toda a sinaliza o entre chamadas de terminais 202 Uma zona um conjunto de terminais gateways e UCMs gerenciados por um nico gatekeeper Uma zona deve ter pelo menos um terminal e pode ou n o conter gateways ou UCMs Entretanto uma zona tem apenas um gatekeeper Fisicamente a zona pode ser composta por um ou mais segmentos de rede interligados atrav s de roteadores ou outros equipamentos semelhantes Comparada com os sistemas telef nicos convencionais uma zona corresponde a uma rea com um determinado c digo de localidade A figura 6 8
152. dere o IP de classe B podem ter atribu dos a ela at 2 elevado a 16 2 menos 2 novamente ou seja 65 534 endere os IP poss veis para os dispositivos conectados rede Classe C Os tr s primeiros bits de um endere o de classe C s o sempre 110 um um e zero Um exemplo de um endere o IP de classe C seria 201 110 213 28 Os tr s primeiros octetos identificam o n mero de rede atribu do pelo ARIN Os administradores internos da rede atribuem os 8 bits restantes Um modo f cil de reconhecer se um dispositivo parte de uma rede de classe C olhar o primeiro octeto do seu endere o IP Os endere os IP de classe C sempre t m valores variando de 192 a 223 no primeiro octeto Todos os endere os IP de classe C usam os primeiros 24 bits para identificar a parte da rede no endere o Apenas o ltimo octeto de um endere o IP de classe C pode ser usado para a parte do host do endere o Todas as redes que usam um endere o IP de classe C podem ter atribu dos a ela at 2 menos 2 ou seja 254 endere os IP poss veis para os dispositivos conectados rede 151 Classe A amis ss Classe B 16 Bits Classe C Figura 6 4 5 Classes de endere os IP lt 8 Bits gt Os endere os IP identificam um dispositivo em uma rede e a rede qual ele est ligado Para torn los f ceis de serem lembrados os endere os IP s o normalmente escritos em nota o decimal com ponto Portanto os endere o
153. dere os de rede classes ao contr rio dos endere os MAC individuais da camada 2 Os roteadores tamb m podem conectar diferentes tecnologias da camada 2 como Ethernet Token ring e FDDI No entanto devido sua habilidade de rotear pacotes com base nas informa es da camada 3 os roteadores se tornaram o backbone da Internet executando o protocolo IP A finalidade de um roteador examinar os pacotes de entrada dados da camada 3 escolher o melhor caminho para eles atrav s da rede e depois comutar os pacotes para a porta de sa da apropriada Os roteadores s o os dispositivos de controle de tr fego mais importantes nas grandes redes Eles permitem que praticamente qualquer tipo de computador se comunique com qualquer outro computador em qualquer parte do mundo Equipamentos de WAN Os equipamentos de WAN s o destinados a fazer a comunica o entre redes que ocupam uma rea geogr fica extensa e por isso t m caracter sticas pr prias que possibilitam essa comunica o Na Figura 6 1 3 temos alguns exemplos destes equipamentos o 3 Figura 6 1 2 Elementos de LAN Padr o CISCO 120 Figura 6 1 3 Elementos de WAN Padr o CISCO 121 6 2 TOPOLOGIAS DE REDE O termo topologia pode ser considerado como o estudo do local A topologia um tema de estudo em matem tica onde os mapas de n s pontos e links linhas normalmente cont m padr es Agora vamos examinar as di
154. des do intervalo de tempo entre duas chamadas consecutivas importante salientar que o n mero de chamadas telef nicas em um intervalo de tempo uma vari vel aleat ria discreta por isso a distribui o empregada Poisson discreta e o valor de A 18 para cada x a 212 probabilidade da ocorr ncia de x No entanto o tempo entre chamadas uma vari vel aleat ria cont nua por isso usaremos a fun o de distribui o e a fun o de densidade de probabilidades A partir de A 18 podemos calcular a probabilidade de n o haver nenhuma chamada telef nica um intervalo de tempo t 09 e at P 0 7 en A 19 De acordo com A 19 a probabilidade de n o haver nenhuma chamada em um intervalo de tempo t cai exponencialmente com o aumento do intervalo Tal resultado bastante intuitivo j que de se esperar que quanto maior o intervalo de tempo menor a chance de que n o ocorra nenhuma chamada telef nica A fun o de distribui o de probabilidades obtida atrav s da probabilidade do tempo entre duas chamadas ser menor ou igual a t De acordo com A 19 obt m se que HC z 1 e A 20 Ent o a fun o de distribui o e a fun o de densidade de probabilidades do tempo entre duas chamadas sucessivas s o dadas respectivamente por Fec 1 eM A 21 fcH re A 22 A partir de A 21 e A 22 nota se que o intervalo entre duas chamadas consecutivas que seguem a d
155. des de grande banda passante e baixa atenua o atendem perfeitamente a esses requisitos A alta capacidade de transmiss o e o alcance m ximo sem repetidores permitidos pelos sistemas de transmiss o por fibras pticas minimizam os custos por circuito telef nico oferecendo vantagens econ micas significativas A figura a seguir por exemplo compara os custos relativos de sistemas troncos digitais a 140 Mbps e 560 Mbps utilizando fibras pticas e cabos coaxiais Observe nesta figura que mesmo com rela o aos sistemas em microondas ou ondas milim tricas as fibras pticas mostram se competitivas pelo menos nos sistemas de maior capacidade 94 Figura 4 13 1 Compara o do custo relativo de diferentes meios de transmiss o de alta capacidade coaxis cabo cogxial 140 Mbps fbra o A od 5 fora pica to as 7 LG a j corvo Guia de onda milim trica 4 La Es 560 Mbps fica ptica pes id Em pa ses ou regi es de intensa urbaniza o as dist ncias m ximas separando centrais ou postos telef nicos s o em geral inferiores a 100 Km Nestes casos os sistemas tronco de telefonia podem ser implantados quando necess rio com os repetidores colocados ao longo dos pr prios pr dios ou instala es telef nicas existentes Isto evita problemas com a instala o e a alimenta o remota dos equipamentos reduzindo custos e aumentando a confiabilidade e as facilidades de manuten o do sistema
156. des que fornecem aplica es de miss o cr tica Finalmente a Ethernet ptica significativamente mais barata do que as redes atuais A economia pode ser vista nos custos operacionais e nos investimentos O instituto Merrill Lynch de fato estima economia de custos de aproximadamente 4 1 para o Gigabit Ethernet contra o ATM Asynchronous Transfer Mode Um exemplo simples das economias da infraestrutura vem do fato que as placas de interface Ethernet custam uma fra o das placas de interface ATM Figura 4 12 2 Exemplos de servi os vi veis e de conectividade Ethernet 89 As solu es que utilizam a Ethernet Optica permitem um n mero extraordin rio de novos servi os e aplica es Estes servi os geralmente s o classificados em duas categorias servi os tipo conectividade Ethernet e servi os vi veis Os servi os tipo conectividade Ethernet incluem servi os b sicos de Ethernet tais como os de linha privativa e acesso Ethernet agrega o e transporte Ethernet e extens o de LAN Al m disso a Ethernet ptica possibilita uma segunda categoria de servi os e aplica es geralmente chamados servi os vi veis Os exemplos destes servi os e aplica es incluem servi os gerenciados hospedagem de aplica es desastre recupera o e solu es de armazenamento e aplica es espec ficas da ind stria ger ncia da cadeia de suprimento ger ncia do relacionamento com o Cliente baseadas em transa es e apli
157. distribui o tende para a normal Se m tende a infinito a fun o tende a uma constante TA ou seja quanto maior o valor de m mais constante se torna o tempo de atendimento Assim m pode ser visto como um medidor da ordem desordem do tempo de atendimento Figura A 9 1 Gr fico da distribui o de Erlang A Figura A 9 2 mostra o tamanho da fila NS em fun o da taxa de utiliza o p para as distribui es exponenciais Erlang 2 Erlang 5 e constante Podemos observar que para valores de p abaixo de 0 3 todas as curvas s o praticamente iguais Para p maior que 0 3 a 283 diferen a entre as curvas torna se significativa sendo que a distribui o exponencial obt m valores de NS e consequentemente de NF TF e TS maiores que a distribui o Erlang trf Distribui o do Servi o EXPONENCIAL ERLANG 2 ERLANG 5 CONSTANTE eee t pa a HH Figura A 9 2 Rela o entre NS e p para o modelo M Em 1 Na Figura A 9 3 vemos TS TA em fun o de p para as distribui es hiperexponencial exponencial Erlang 2 Erlang 5 e constante Como os gr ficos s o semelhantes aos da Figura A 18 as conclus es s o as mesmas que foram obtidas para esta 8 I Ht pr t E E A 8 eia HH tett t o tpe T versu HH TSITA versus p a PREN t 6 HIPEREXPONENCIAL T HHHH E EXPONENCIAL H HH ERLANG 2 sj Hie ERLANG 5 IILH CONSTANTE i rsa HEHHE TETHER N ua erT D
158. djacentes ocorre por meio da troca de primitivas de servi os nas interfaces entre as camadas Apesar do modelo OSI estar dividido em sete n veis pode se considerar genericamente que as tr s camadas mais baixas cuidam dos aspectos relacionados transmiss o propriamente dita e a camada de transporte lida com a comunica o fim a fim enquanto que as tr s camadas superiores se preocupam com os aspectos relacionados aplica o j no n vel de usu rio A comunica o entre sistemas ocorre ao n vel de camadas ou seja a camada de aplica o do sistema A se comunica com a camada de aplica o do sistema B e assim por diante at o n vel f sico onde ocorre a comunica o f sica entre os sistemas 133 Sistema Aberto A Sitema Aberto E Aplica o Protocolo de Aplica o a Apresenta o lt lt Protocolo de Apresenta o E Sess o Rego Protocolo de Sess o o Transporte e Protocob de Transporte Reto Ju adane ea Enlace lt Protocolo de Enlace nm F sico xs Protocolo de N rel F sico Conexio Fisica Figura 6 3 3 Modelo OSI Uma maneira bastante f cil e simplista de se enxergar a funcionalidade de um modelo em camadas como o modelo OSI imaginar que cada camada tem como fun o adicionar um cabe alho aos dados do usu rio a serem transmitidos para outro sistema figura 6 3 4 Deste modo a fun o de cada camada do outro sistema exatamente a inversa ou seja retirar os cabe alhos dos dados
159. do processo de justifica o Ressalta se entretanto que essas diferen as devem atender s especifica es estabelecidas pelas recomenda es do ITU T para o SDH Processo de Multiplexa o A figura a seguir apresenta o processo de multiplexa o dos canais tribut rios no frame SDH Figura 6 6 5 Processo de multiplexa o dos canais do frame SDH O processo de multiplexa o dos canais tribut rios no frame SDH tem os seguintes passos e Mapeamento onde os tribut rios s o sincronizados com o equipamento multiplex justifica o de bit encapsulados e recebem seus ponteiros POH para formar os VC s e Alinhamento onde os VC s recebem novos ponteiros para formarem as unidades TU Tributary Unit ou AU Administrative Unit para permitir que o primeiro byte do VC seja localizado 176 e Multiplexa o byte a byte onde os VC s de baixa ordem s o agrupados para compor os VC s de alta ordem ou os VC s de alta ordem s o processados para formar os AUG Administrative Unit Group e Preenchimento onde na falta de tribut rios configurados ou para completar o espa o restante de tribut rios de baixa ordem s o adicionados bits sem informa o para completar o frame Nos equipamentos do padr o SDH o processo de multiplexa o normalmente executado pela matriz de conex o cruzada Cross connect Matrix A capacidade desta matriz para compor os frames SDH com canais de taxas de bits diversas define
160. do dos BIs controladores e supervisores de recursos telef nicos respons veis pelo tratamento de chamadas telef nicas e pela opera o e manuten o dos recursos da central Para tratamento de chamadas os BIs est o associados ou a terminais f sicos ou a tabelas de dados nas quais est implementada a l gica de an lise de d gitos e encaminhamento da central Para opera o e manuten o os BIs centralizam a ger ncia de dados relativos aos recursos da central Servem como interface entre o operador e os controladores de equipamento da central permitindo a realiza o de fun es tais como criar suprimir bloquear ativar e alterar dados 55 3 8 ESTRUTURAS DE GERENCIAMENTO E SUPERVIS O 3 8 1 Estrutura de Dados Nas centrais Tr pico R a estrutura de dados possui a caracter stica de ser alterada com pouca freq ncia Tais dados denominados semipermanentes s o armazenados na central em disquetes e nas mem rias das placas de processadores As informa es que comp em esses dados semipermanentes podem ser alteradas via monitor da central ou via disquete Dados alterados via monitor e Cria o e suspens o de assinantes juntores e Categoria e restri es de tr fego de assinantes e Informa es de calend rios feriados e outras e Bloqueio e desbloqueio de processadores por exemplo Dados alterados via disquete e Dados de tarifa o e Dados de rota e Tabela para an lise de encaminhamento A bas
161. do pelo ARIN Os administradores internos da rede atribuem os 24 bits restantes Um modo f cil de reconhecer se um dispositivo parte de uma rede de classe A olhar o primeiro octeto do seu endere o IP que variar de 0 a 126 127 na verdade come a com um bit 0 mas foi reservado para prop sitos especiais 150 Todos os endere os IP de classe A usam apenas os oito primeiros bits para identificar a parte da rede do endere o Os tr s octetos restantes podem ser usados para a parte do host do endere o Todas as redes que usam um endere o IP de classe A podem ter atribu dos a ela at 2 elevado a 24 2 menos 2 ou seja 16 777 214 endere os IP poss veis para os dispositivos conectados rede Classe B Os dois primeiros bits de um endere o de classe B s o sempre 10 um e zero Um exemplo de um endere o IP de classe B seria 151 10 13 28 Os dois primeiros octetos identificam o n mero de rede atribu do pelo ARIN Os administradores internos da rede atribuem os 16 bits restantes Um modo f cil de reconhecer se um dispositivo parte de uma rede de classe B olhar o primeiro octeto do seu endere o IP Os endere os IP de classe B sempre t m valores variando de 128 a 191 no primeiro octeto Todos os endere os IP de classe B usam os primeiros 16 bits para identificar a parte da rede no endere o Os dois octetos restantes do endere o IP podem ser usados para a parte do host do endere o Todas as redes que usam um en
162. do se a amplitude e a fase de cada portadora recebida Para fazer uma estimativa do canal costuma se enviar em instantes de tempo conhecidos tanto pelo receptor quanto pelo transmissor algumas portadoras pilotos isto portadoras que possuem frequ ncia amplitude e fase conhecidas Assim sendo o receptor compara amplitude e fase da portadora recebida com os par metros que ela realmente deveria ter Desse modo ele consegue estimar qual a distor o apresentada pelo canal para aquela frequ ncia determinada 7 6 4 Prefixo C clico Vimos anteriormente que n o se pode reduzir infinitamente a banda de cada portadora para que a dura o de cada s mbolo aumente Assim na pr tica por mais que a banda de cada portadora OFDM n o seja t o grande como num sistema de portadora nica o efeito da interfer ncia intersimb lica causada pelo canal devido ao aumento da dura o do s mbolo em Tc ainda existir Para resolver esse problema definitivamente o s mbolo enviado modificado pela inclus o de um prefixo c clico Um prefixo c clico uma c pia da parte final de um s mbolo OFDM que concatenada a ele em sua parte inicial Ele tamb m chamado de intervalo de guarda 245 Assumir se que a dura o deste prefixo igual ou maior que o acr scimo no per odo que o canal causa no s mbolo recebido ou seja o prefixo c clico dura no m nimo Tc Para se entender como o prefixo c clico pode ser usado para solucionar
163. doa aaja die pais dinda 78 4 10 5 Teste de Perfil de ndice de Refra o eeeea 79 4 11 FONTES OPTICA osesrgoasria ipod 80 4 11 1 Tipos de Fontes pticas retarda 80 PU LADO aaa A a aa 81 4 12 REDES OPTICA se Da q 83 4 12 1 Arguitetura para redes QUDCAS so pase E sicoiir eain i a a dd a 83 4 12 2 Ethernet ptica eee eee aeee 85 4 13 A FIBRA PTICA E SEUS USOS ATUAIS 94 4 13 1 Sistemas de ComhiCa O saciar seamaitras Ata GaaMAaLO LR Ga ETA USS ASS ATE Uda AU aaa and 94 Ala Rede Teleron Gaiari a ines aa Es nosso a dei aa 94 4 13 3 Rede Digital de Servi os Interligados RDSI c iria 96 413 5 Televisao Cabo CA DV Dress did des fao Da TOSLDOSGo IEE 99 4 13 6 Sistemas d Energia Transport icrssorsniriinpianan enn EEA 100 413 7 Redes Locais de Computadores arssssisssonni sgonnan ren GO 101 4 14 A FIBRA PTICA E A EMBRATEL seeesssseeeessieesssrieessrissssriesesrrssrressrrressrrress 103 E a a STA A SR Cd E EA a 103 AAA SDH NG SDH de nova Sera o aguas tinzadicadg assita a Da a UA 103 LO RE RA Metro PINE rE heanas ORDER NPR RN DR NR RD PEDRA RR a RP 103 Planejamento do Sistema Telef nico o ssessoesoossessossoessessossocesessossoossessossoossesssesoossosssosess 104 5 1 PROCESSO DEPLAMEJAMENTO osasagasassrivaa isa sbt craid sadia E cais assi adia sida 104 5 2 TR FEGO E CONGESTIONAMENTO ouiisppssaseaiengitaiiofobabidsigfeaieadhiia dado maatpis a 106 ud A Unidade d
164. e chamadas coloca o em espera Com o aumento da demanda por servi os de dados nas redes de telefonia do mundo todo o GSM passou a desenvolver em sua plataforma os caminhos para disponibilizar dados em v rias taxas para as operadoras Esses caminhos tiveram que ser desenvolvidos de forma gradual e econ mica tal que as operadoras pudessem evoluir suas redes sem perder seus investimentos anteriores Fase 2 Servi os avan ados 226 e Value added service VAS short message service SMS implantado e posteriormente aprimorado e correio de voz e Servi os suplementares adicionais e Recomenda es congeladas em 1995 e GSM900 e GSM1800 combinados e Aprimoramentos no acesso de r dio e nos cart es SIM As interfaces abertas mas com regulamenta es limitam em parte a evolu o mas permitem a exist ncia de diferentes fornecedores S o interfaces abertas no GSM e MS BS BTS gt interface a rea e MSC BSC gt interface A As demais interfaces n o s o completamente abertas pois sistemas comerciais foram lan ados antes das especifica es Em 1998 houve os primeiros testes da fase 2 em Cingapura A tecnologia GSM alcan ava poca cerca de 120 milh es de usu rios No ano seguinte j eram 250 milh es Fase 2 Transmiss o de dados e Inteligent network IN plataforma para cria o de novos servi os e modifica o dos j existentes e Servi os pr pagos e HSCSD
165. e aguardam por algum tipo de servi o O termo cliente usado de uma forma gen rica e pode designar tanto uma pessoa como uma m quina Como um sin nimo de cliente usa se tamb m o termo transa o ou entidade O atendimento constitu do de um ou mais servidores que podem ser tamb m chamados de atendentes ou de canais de servi os que realizam o atendimento dos clientes 259 Qj Oo SAE a 300 gt O 005 O gt OO e EE es POPULA O FILA o ATENDIMENTO Antes de observar o funcionamento de uma fila melhor primeiro conceituar alguns termos da Teoria das Filas Clientes e Tamanho da Popula o Um cliente proveniente de uma popula o Quando a popula o muito grande a chegada de um novo cliente a uma fila n o afeta a taxa de chegada de clientes subseq entes Portanto as chegadas se tornam independentes Processo de Chegada Considere como exemplo um posto de ped gio com cinco atendentes Podemos constatar por exemplo que o processo de chegada entre 7 e 8 horas da manh pode ser definido por 20 autom veis por minuto ou 1 autom vel a cada 3 segundos Trata se de um valor m dio pois n o significa que em todo intervalo de 1 minuto chegar o 20 autom veis Em alguns intervalos de 1 minuto pode se constatar a chegada de 10 15 25 ou at mesmo 30 autom veis Conseq entemente o intervalo entre as chegadas n o r gido O n mero fornecido de 3 segundos representa assim o interva
166. e de dados da central possui tr s n veis de armazenamento que s o e Prim rio Constitui se de elementos localizados nos controladores de recursos que det m dados relacionados ao subm dulo controlado e Central Formado pelos controladores centralizados nos supervisores de recurso e Mem ria de massa Constitu da de at duas unidades de disco magn tico flex vel 3 que armazenam as tabelas de dados semipermanentes e de tarifa o al m dos registros de falhas da central 3 8 2 Tarifa o Os pulsos de tarifa o durante cada chamada s o armazenados em contadores individuais existentes nos BIs controladores de assinantes mem ria RAM 56 Ao t rmino de cada chamada os dados de tarifa o correspondentes s o copiados para contadores centralizados BI ATX supervisor de tarifa o sendo armazenados em mem ria de massa a cada duas horas 3 8 3 Supervis o e falhas As falhas ocorridas no sistema s o detectadas a n vel de processador pelo BI BRF controlador de registro de falhas que respons vel pela supervis o de falhas de todos os BIs de seu respectivo processador Estes alarmes s o sintetizados e enviados ao BI BAL controlador de alarmes respons vel pela ger ncia de todos os alarmes da central Este analisa as falhas ocorridas e de acordo com a categoria envia um resumo das falhas aos BIs ATA controlador de terminal alfanum rico a ATN controlador de terminal num rico para sinaliza
167. e disp e do servi o chamada em espera indicando a exist ncia de outra chamada O assinante chamador em espera receber o tom de controle de chamada enquanto este sinal enviado O Tom de aviso de programa o o sinal enviado ao terminal chamador em substitui o ao tom de discar informando que o recebimento de tr fego est inibido por programa o A Corrente de toque a sinaliza o enviada pela central ao assinante chamado para indicar que h chamada para o mesmo O sinal aciona a campainha do aparelho telef nico a intervalos iguais aos do tom de controle de chamada por m eles podem n o estar sincronizados 19 Tom de discar Tom de controle de chamada Tom de ocupado Tom de n mero inacess vel Tom de aviso de chamada em espera Tom de aviso de programa o Corrente de toque 425 25 Hz emitido continuamente 425 25 Hz emitido durante 1 0 1 s seguido de um per odo de sil ncio de4 0 45 425 25 Hz emitido em intervalos de 250 25 ms intercalados com intervalos iguais de sil ncio 425 25 Hz emitido em per odos alternados de 250 25ms e 750 75 ms intercalados com intervalos de sil ncio de 250 25 ms 425 25 Hz emitido durante 50 10ms seguido de um per odo de sil ncio de 500 100 ms 425 25 Hz emitido em intervalos de 125 ms intercalados com intervalos iguais de sil ncio 25 2 5 Hz emitido durante 1 0 1 s seguido de um per odo de sil ncio d
168. e enlace de sinaliza o Definem os procedimentos para transfer ncia confi vel de mensagens de sinaliza o A mensagem com comprimento vari vel tem campos de controle para confiabilidade al m de informa o e sinaliza o MTP N vel 3 Fun es de rede de sinaliza o Estabelecem os procedimentos para controlar o encaminhamento das mensagens No caso de falhas controla tamb m as reconfigura es para preservar ou restabelecer a capacidade normal de transfer ncia de mensagens SCCP Signalling connection control part Prov fun es adicionais MTP que completam a camada 3 do modelo OSI para fornecer servi os orientados ou n o a Sobre as camadas do modelo OSI ver item 3 3 26 conex es Incluem a tradu o de d gitos discados em c digos do ponto de sinaliza o que permitem o roteamento das mensagens TUP Telephone user part Define as fun es e procedimentos de sinaliza o necess rios ao uso do SS 7 no controle da chamada telef nica ISUP ISDN user part Define as fun es e procedimentos necess rios ao oferecimento de servi os comutados e facilidades de usu rios para aplica es de voz e dados na RDSI TC Transaction capability Indica os servi os e protocolos da camada de aplica o Divide se em TCAP transaction capability application part e ISP intermediate service part AE Application entity Representa as fun es de comunica o de u
169. e faria toda a rede s ncrona parar de funcionar Gera o de sinal CDMA O sinal do sistema CDMA o resultado da multiplica o do stream de bits com o c digo pr prio de cada usu rio figura abaixo Por m para que a recep o ocorra sem falhas necess rio que os c digos sejam facilmente distingu veis entre si Estes c digos s o conhecidos como c digos de espalhamento por serem eles os causadores do espalhamento do espectro do sinal original por toda a banda do sistema Code Sequence LIA ao T Transmitted Signal Figura 7 5 2 Gera o do sinal CDMA Dentre os c digos de espalhamento mais utilizados est o os de Gold de Kasami longo e curto e de Walsh Hadamard Vale ressaltar o fato de que para c digos ortogonais Walsh Hadamard o sincronismo do sistema deve estar bem calibrado J para sistemas ass ncronos necess rio que os c digos de espalhamento possuam uma baixa correla o cruzada Gold e Kasami IS 95 239 A tecnologia do espalhamento espectral que a base da tecnologia CDMA era usada nas aplica es militares para por exemplo vencer os efeitos da interfer ncia nas comunica es jamming e esconder o sinal transmitido A modula o por espalhamento espectral era usada para c lculos de posi o e velocidade A primeira empresa a ver as possibilidades dessa tecnologia para a telefonia celular foi a Qualcomm Em 1990 ela prop s o primeiro
170. e participantes que se comunicam atrav s do protocolo RTP Para cada sess o s o necess rias duas portas de comunica o UDP diferentes uma utilizada pelo RTP e outra pelo RTCP As informa es obtidas pelo RTCP est o relacionadas a caracter sticas da sess o tais como os participantes a varia o do atraso a taxa de perdas entre outras H 323 A norma H 323 publicada pelo ITU T International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector em 1996 define um padr o para ser utilizado em confer ncias atrav s da Internet Para viabilizar o estabelecimento de chamadas telef nicas na Internet o H 323 especifica os protocolos de transporte de controle e de sinaliza o bem como os codificadores de voz Por isso conhecido como um protocolo guarda chuva pois define todos os requisitos necess rios para a transmiss o de voz sobre IP desde a gera o do pacote de voz at o estabelecimento da chamada e a da troca de disponibilidade de recursos da rede O padr o H 323 n o prov nenhum tipo de garantia de qualidade de servi o Podemos citar alguns benef cios da ado o do padr o H 323 e Independ ncia da rede O padr o H 323 projetado para utiliza o em redes baseadas em pacotes como as redes IP Na atualidade a maioria das redes possui uma infra estrutura com protocolo de transporte baseado em pacotes assim a ado o do padr o H 323 permite a utiliza o de aplica es multim dia
171. e uma central Tr pico R Assim um BI um programa que tem por objetivo administrar um dado recurso da central Estes BIs residem nas mem rias dos processadores CTS CVS CMG CTF tamb m denominados de controladores e que est o espalhados por toda a estrutura f sica da central As fun es realizadas pela central est o separadas em fun es b sicas e de aplica o As fun es b sicas s o aquelas destinadas a dotar o sistema de uma infra estrutura capaz de permitir o funcionamento do sistema por exemplo controle de processadores calend rio e alarmes As fun es de aplica o s o as que se utilizam de estrutura b sica para controlar e supervisionar os recursos da central tais como terminais de assinantes juntores registradores tarifa o e comunica o homem m quina Os BIs software assim como as fun es da central tamb m foram divididos em BIs de sistema b sico e BIs de sistema de aplica o 3 7 1 Sistema b sico Constitui se do sistema operacional dos diversos processadores controlando toda a comunica o entre esses processadores al m de fornecer suporte s fun es telef nicas Em todos os processadores da central existem obrigatoriamente o n cleo operacional constitu do pelos BIs NUI e NUC al m dos BIs do sistema operacional formados pelos BIs BPR e BRF Os demais BIs controlam as diversas fun es b sicas inerentes s fun es telef nicas 3 7 2 Sistema de Aplica o 54 Constitu
172. e utisza o Figura A 7 2 Rela o entre NF e p para o modelo M M 1 21T Como exemplo deste modelo suponhamos que as chegadas a uma cabine telef nica obede am lei de Poisson com ritmo de 6 chegadas por hora A dura o m dia de um telefonema de 3 minutos e suponhamos que siga a distribui o exponencial Como 6 chegadas hora e TA 3 minutos obtemos IC intervalo entre chegadas 10 minutos eu 20 atendimentos hora Calculando NF NS e TF obtemos X 6 36 NF 0 128 pessoas na fila ulu A 20 20 6 20 14 p x 6 36 NS 0 428 pessoas no sistema Tu A 20 6 14 s e L 002 h fila 1 28 mi ulu A 20 20 6 2014 oras na fila 1 28 minutos A 7 2 O Modelo M M 1 K com Popula o Finita Um caso particular do modelo M M 1 aquele em que a popula o que fornece clientes considerada finita Assim a nota o do modelo torna se M M 1 K sendo K o tamanho da popula o Com a popula o considerada finita as rela es obtidas para o caso anterior com popula o infinita tornam se as seguintes sendo P a probabilidade de um cliente ser atendido imediatamente sem ter que entrar em fila N mero m dio de clientes na fila A u a An A 32 N mero m dio de clientes no sistema A u A A NS K 1 P A a A 33 278 Tempo m dio que o cliente fica na fila K A uli P gua e Tempo m dio que o cliente fica no sistema P
173. e4 0 45 Tabela 2 3 1 Caracter sticas da sinaliza o ac stica 2 3 2 Sinaliza o de Linha Esta sinaliza o respons vel por efetuar a supervis o dos enlaces dos circuitos que interligam duas centrais trocando informa es relacionadas aos est gios da conex o e agindo durante toda a conex o sem ser percebida pelos assinantes Tamb m respons vel por enviar os pulsos de tarifa o quando necess rio Os sinais que s o gerados no lado do assinante que origina a chamada s o denominados Sinais para Frente enquanto os gerados no lado do assinante chamado s o os Sinais para Tr s Os Sinais para frente s o e Ocupa o emitido pela central de onde prov m a chamada para levar o circuito associado condi o de ocupa o e Desligar para frente emitido pela central do assinante chamador no instante em que este rep e o telefone no gancho para indicar que o chamador desligou liberando a central de destino e todos os rg os envolvidos na chamada e Re chamada O sinal de re chamada ocorre geralmente quando se utiliza mesa operadora para re chamar o assinante chamado ap s este ter desligado E os Sinais para tr s 20 e Atendimento gerado pela central para onde foi enviado o sinal de ocupa o indicando ao chamador o momento em que o assinante chamado atende a liga o e Desligar para tr s enviado ao chamador indicando que o assinante chamado desligou
174. ecer outro link f sico Isso inclui detalhes de tecnologia de LAN e WAN e todos os servi os das camadas f sica e de enlace do OSI APLICA O TRANSPORTE INTERNET ACESSO REDE Figura 6 4 1 Modelo em camadas TCP IP 6 4 5 Protocolos TCP IP O diagrama mostrado na figura chamado gr fico do protocolo Ele ilustra alguns dos protocolos comuns especificados pelo modelo de refer ncia TCP IP Na camada de aplica o voc vai ver diferentes tarefas de rede que talvez n o reconhe a mas que como usu rio da Internet provavelmente usa todos os dias Esses aplicativos incluem e FTP File Transfer Protocol e HTTP Hypertext Transfer Protocol e SMTP Simple Mail Transfer Protocol e DNS Sistema de Nomes de Dom nio e TFTP Trivial File Transfer Protocol O modelo TCP IP enfatiza a m xima flexibilidade na camada de aplica o para desenvolvedores de software A camada de transporte envolve dois protocolos transmission control protocol TCP e user datagram protocol UDP A camada mais baixa a camada de acesso rede refere se tecnologia de LAN ou WAN espec fica que est sendo usada E importante indicar a diferen a destes dois protocolos e os servi os a que eles se prop em O TCP um protocolo que prove um servi o orientado a conex o isto com garantia de entrega de pacotes que espera a confirma o de cada datagrama e os restransmite caso estes sejam perdidos Por isso ele mais l
175. ecificam a segii ncia de eventos trocados durante a transmiss o de uma s rie de bits atrav s do meio de transmiss o A camada f sica possui as seguintes fun es estabelecimento encerramento de conex es ativa e desativa conex es f sicas mediante a solicita o de entidades da camada de enlace transfer ncia de dados a unidade de transmiss o utilizada o bit O n vel f sico tem como fun o transmitir os bits na mesma ordem em que chegam da camada de enlace no sistema de origem e entreg los camada de enlace na mesma ordem que chegaram no sistema de destino gerenciamento das conex es ger ncia da qualidade de servi o das conex es f sicas estabelecidas Deve monitorar taxa de erros disponibilidade de servi o taxa de transmiss o atraso de tr nsito etc 139 Os padr es de n vel f sico utilizados s o por exemplo X 21 X 21 bis V 24 V 28 RS 232 1 430 1 431 etc 6 3 4 Camada de Enlace A camada de enlace tem o objetivo de prover uma conex o confi vel sobre um meio f sico Sua fun o b sica detectar e opcionalmente corrigir erros que por ventura ocorram no n vel f sico As suas principais fun es s o e estabelecimento e libera o da conex o de enlace sobre conex es f sicas ativas e splitting da conex o de enlace desta forma pode haver uma conex o de enlace sobre v rias conex es f sicas e montagem e delimita o de quadros framing montagem de quadros a par
176. edes s o interligadas por um dispositivo de passagem denominado gateway A fun o do gateway prover a interoperabilidade entre a Internet e a Rede Telef nica P blica Comutada RTPC j que estas redes utilizam protocolos diferentes De forma simplificada a fun o do gateway permitir a comunica o entre terminais H 323 e outros tipos de terminais Ele executa a convers o da voz anal gica em voz digital comprimida em tempo real ou vice versa e a convers o de sinaliza o para as chamadas telef nicas A Unidade de Controle Multiponto UCM ou MCU respons vel pelos servi os de confer ncia entre tr s ou mais terminais composta por um Controlador Multiponto CM respons vel pela sinaliza o das chamadas e por um Processador Multiponto PM respons vel pelo processamento dos pacotes de dados dos sinais de voz dos terminais envolvidos na confer ncia Ela pode operar em tr s modos distintos Centralizado descentralizado ou h brido e Modo Centralizado A Comunica o entre a MCU e os terminais ou Gateway unicast Dados udio v deo e controle passam obrigatoriamente pela MCU Audio e video unicast udio e v deo multicast Modo Descentralizado Modo Centralizado Figura 6 8 6 Modo Centralizado 201 e Modo Descentralizado Os terminais trocam informa es de controle e opcionalmente de dados de forma centralizada com a MCU mas trocam udio e v deo entre si por multicast Audio e v
177. efini o TA 1 u Existem duas rela es bvias entre as vari veis aleat rias mostradas na Figura A 3 1 265 NS NF NA A 1 TS TF TA A 2 Pode se tamb m chegar conclus o de que Reis SE A TA E E A 3 Portanto NS N 4NA N 4 2 N 4 By E A 4 Para o caso particular de uma fila e um atendente chamamos de taxa de utiliza o do atendente express o pan A 5 Que exatamente o n mero m dio de clientes que est o sendo atendidos pelo servidor Para o caso mais geral de um sistema com M servidores a express o se torna p A 6 Assim p representa a fra o m dia do tempo em que cada servidor est ocupado Por exemplo com um atendente se chegam 4 clientes por hora e se o atendente tem capacidade para atender 10 clientes por hora dizemos que a taxa de utiliza o de 0 4 e podemos tamb m afirmar que o atendente fica 40 do tempo ocupado e 60 do tempo livre essa afirmativa intuitiva mas pode ser matematicamente demonstrada Como ser o estudados apenas os sistemas est veis os atendentes sempre ser o capazes de atender ao fluxo de chegada teremos sempre que p lt 1 Quando p 1 0 atendente trabalhar 100 do tempo Um outro conceito importante na Teoria das Filas o de tr fego Define se a intensidade de tr fego atrav s da express o 266 i o A 7 Onde o s mbolo designa o menor inteiro maior que o n mero real considerado A
178. elas s o ortogonais ou seja a autocorrela o entre elas zero S ADA dt Prova T 2 pgr 1 gr 2O A cos 27t sex 278 1 dt I se 4ft dt 0 pois a integral do seno sobre um n mero inteiro de periodos vale zero Desta forma expressamos o sinal QPSK atrav s da representa o de estados T m s t cos 1 Z y vVE sen e 1 Z ly Os pontos no espa o de estados dos s mbolos s i 1 2 3 4 s o dados por Decision boundary pa VENZ ER 5i Message point ma 11 Figura B 3 1 Pontos de mensagem S no espa o de estados do QPSK Estabelecemos a rela o entre os pontos de mensagem e os valores do dibit utilizando o c digo de Gray 292 Coordenadas no plano de estados Dibit c digo de gray Fase do sinal QPSK S3 7T 4 3m 4 57 4 Tm 4 1 E A probabilidade de erro aproximadamente P Ss E Notemos que a 0 probabilidade de erro a mesma do PSK bin rio esta uma grande vantagem do QPSK Utilizando o QPSK ao inv s do PSK bin rio dobramos a taxa de transfer ncia pois estamos transmitindo dois bits ao inv s de um em um mesmo per odo de tempo sem que para isso aumentemos a probabilidade de errar um desses bits Desta forma dobramos a efici ncia de banda da transmiss o A densidade espectral de pot ncia dada por S 4E sinc 2T f B3 1 Shifted QPSK Chegou a hora de conhecermos uma transmiss o n o coerente ou
179. em fio podem viabilizar esse interesse Os organismos incumbidos da padroniza o da internet est o tamb m explorando conceitos de apoio incluindo a linguagem XML como sucessora da HTML Vale lembrar tamb m que a condi o b sica de interoperabilidade da internet tem sido a ado o de padr es universais tais como o protocolo IP a linguagem HTML procedimentos e interfaces Do mesmo modo a integra o das redes m veis de 4G com a internet depender da ado o de caracter sticas universais 257 Ap ndice A TEORIA DAS FILAS A 1 INTRODU O Ao efetuarmos certos tipos de estudos de planejamento comum depararmos com problemas de dimensionamento ou fluxo cuja solu o aparentemente complexa O cen rio pode ser uma f brica o tr nsito de uma cidade um escrit rio um porto uma minera o etc Geralmente estamos interessados em saber e Qual a quantidade correta de equipamentos sejam eles m quinas ve culos etc e Qual o melhor layout e o melhor fluxo dentro do sistema que est sendo analisado Ou seja desejamos que nosso sistema tenha um funcionamento eficiente ou otimizado Por otimizado queremos dizer que teremos um custo adequado e que teremos usu rios satisfeitos com o ambiente ou com o servi o oferecido Chamamos tais estudos de modelagem de sistemas Estudos de modelagem de sistemas podem envolver modifica es de layout amplia es de f bricas troca de equipamentos reengenharia autom
180. em compara o a T maior ser a interfer ncia Figura 7 6 1 Problema do multipercurso 7 6 3 Multiportadoras Para reduzir os efeitos do multipercurso pode se fazer com que a dura o de cada s mbolo a ser transmitido seja grande em compara o ao acr scimo TG inserido pelo canal Para que a dura o T seja grande devem se utilizar portadoras diferentes para cada s mbolo de largura de banda razoavelmente estreita quanto maior o valor desejado para T menor deve ser a banda de cada portadora que carregar os s mbolos Ent o para reduzir os efeitos do canal com problema de multipercurso deve se usar um sistema em que cada s mbolo carregado por uma portadora de banda bem estreita Quanto mais estreita for esta banda maior ser a dura o dos s mbolos e menor ser a 242 interfer ncia intersimb lica al m disso mais portadoras caber o dentro da banda dispon vel a ser utilizada Por m n o se pode reduzir infinitamente a largura de banda de cada portadora pois nesse caso a dura o dos s mbolos se tornaria infinitamente grande Para que v rios s mbolos de dura o T possam ser transmitidos ao mesmo tempo cada qual carregado por sua portadora e possam ser devidamente recuperados essas portadoras devem ser ortogonais entre si Duas fun es s o ditas ortogonais quando a integral do gr fico resultante do produto dessas duas fun es rea total entre o gr fico da fun o e o eixo horizonta
181. enha PIN personal identity number que conhecida apenas localmente no terminal isto n o transmitida em momento algum para nenhum outro elemento da rede O PIN verificado pelo SIM que pode ser bloqueado ap s tr s tentativas frustradas de digitar a senha correta O desbloqueio s pode ser feito pela operadora A autentica o realizada pela verifica o do SIM algo como realizar uma pergunta que s o SIM correto pode responder Isso feito atrav s de uma chave secreta um algoritmo de identifica o um resultado do algoritmo e um n mero de 128 bits gerado aleatoriamente A rede pergunta para o SIM Com esse n mero gerado aleatoriamente qual o resultado correto do algoritmo Por esse motivo diz se que os celulares GSM n o podem ser clonados Por outro lado em caso de roubo ou perda apenas o SIM pode ser bloqueado n o o aparelho A cifragem consiste na opera o de XOR entre os bits a serem transmitidos e a sequ ncia de cifragem que por sua vez depende de um algoritmo conhecido pelo terminal e pela ERB Para proteger a identidade do assinante uma identifica o tempor ria utilizada a TMSI temporary mobile subscriber identity que alocada quando a MS se registra pela primeira vez em uma LAI e descartada quando o usu rio sai da LAI A TMSI armazenada na VLR que est no momento servindo ao usu rio e n o no HLR Os algoritmos utilizados tanto para a autentica o quanto para a cifra
182. ent com Lucent Technologies http Awww convergdigest com Converge Network Digest http Av ww mplsf com F rum MPLS http Aw ww lucalm hpg ig com br mi Di Saito gt p http www cisco com 302
183. ente precisamos levar em considera o uma s rie de informa es e uma delas o tr fego telef nico Precisamos estabelecer o n vel do servi o a ser prestado em fun o do congestionamento a ser aceito 5 2 1 A Unidade de Tr fego A unidade de tr fego erlang ERL pode ser definida como o n mero m dio de ocupa es que ocorrem simultaneamente em um periodo de tempo determinado A K Erlang foi um dos pioneiros da Teoria de Tr fego Telef nico Para rg os de conversa o comuns o periodo a ser analisado geralmente de 1 hora Rouault 1976 O tr fego A em erlangs pode ser calculado por A At onde o n mero de chamadas ou novas ocupa es por unidade de tempo e tm a dura o m dia destas chamadas na mesma unidade de tempo Existem outros m todos de medi o do tr fego Consideremos que num per odo T de tempo ocorreram N ocupa es e que a ocupa o de um n mero n de rg os teve dura o tn O tr fego ent o dado por 1 N A t r Assumindo N canais ou servidores e considerando uma probabilidade B de bloqueio chegamos ao fator de utiliza o dos rg os de sa da do sistema telef nico p AMB N 3 onde A 1 B representa o tr fego efetivamente cursado 106 Chamadas em progresso HMM ATI i t A P d pa oa d N j i N j f e k Z i N 0123456759 1M0112131415161718190222 32A Tempo h Hora do dia Figura 5 2 1 Tr fego durante o dia 5 2 2
184. ente dito Usa informa es da tabela de encaminhamento informa es contidas no pr prio pacote e um conjunto de procedimentos locais para tomar a decis o Em um roteador convencional um algoritmo de busca compara o endere o de destino com entradas na tabela de encaminhamento at obter a informa o mais pr xima poss vel importante ressaltar que um processo de tomada de decis o deve ser repetido em cada n ao longo do caminho da origem at o destino Em um roteador de tecnologia MPLS LSR um algoritmo de busca exata e troca de r tulo usa o r tulo no pacote e uma tabela de encaminhamento baseada em r tulos para obter um novo r tulo e uma interface de sa da para o pacote Tabela de encaminhamento E um conjunto de registros em uma tabela que prov informa o para ajudar o componente de encaminhamento a executar sua fun o A tabela de encaminhamento deve associar cada pacote com um registro que prov instru es relativas ao pr ximo destino do pacote Classe de equival ncia de encaminhamento FEC definida como qualquer grupo de pacotes que podem ser tratados de forma equivalente para fins de encaminhamento Exemplo de uma FEC um conjunto de pacotes vindos de uma mesma origem com endere os de destino que tenham o mesmo prefixo de endere o IP Outra FEC o conjunto de pacotes cujos endere os de origem e destino s o os 182 mesmos FECs podem ser definidas para qualquer n vel de granularidade A figu
185. ento se comparado ao UDP e utilizado em 147 aplica es onde a perda de pacotes mais sens vel J o UDP um protocolo que prov um servi o n o orientado a conex o isto sem garantida de entrega de pacotes e sem retransmiss o caso algum seja perdido Sendo assim ele mais r pido e utilizado em aplica es em tempo real onde a velocidade priorit ria e a perda de alguns pacotes n o t o sentida Nessas situa es a menor sobrecarga do UDP permite servi os de broadcast UDP estabelecida entre os hosts estabelecida entre os hosts UDP n o garante ou confirma entrega ou TCP garante a entrega atrav s do uso de sequ ncia de dados confirma es e entrega seqienciada dos dados Os programas que usam UDP s o Os programas que usam TCP t m garantia de respons veis por oferecer a confiabilidade transporte confi vel de dados necess ria ao transporte de dados UDP r pido necessita de baixa sobrecarga TCP mais lento necessita de maior e pode oferecer suporte comunica o sobrecarga e pode oferecer suporte apenas ponto a i comnica o No modelo TCP IP n o importa que aplicativo solicite servi os de rede nem que protocolo de transporte esteja sendo usado haver apenas um protocolo de rede o internet protocol ou IP por baixo dele Isso uma decis o deliberada de projeto O ZP serve como um protocolo universal que permite que qualquer computador em qualquer
186. equ ncias chamadas in phase e quadrature di t do do ds e dolt di ds ds representa o dos bits das seqii ncias par d t e da segii ncia mpar do t 234 Uma forma ortogonal de representar matematicamente um QPSK pode ser s t 1 42 di t cos 27ft 1 4 1 42 dolt sin 2xft 1 4 Que usando identidades trigonom tricas pode ser escrita como s D A cos 2mft m 4 6 1 A segii ncia de pulsos d t modula da fun o co seno com amplitude Isto equivalente a uma altera o na fase do co seno de O ou 7 consequentemente isto forma um sinal BPSK dQ t multiplicada pelo seno forma uma fun o ortogonal nome que se d a uma fun o senoidal deslocada de 90 de outra porque a integral do produto das duas d zero anterior A soma de ambas d o sinal QPSK Cada um dos quatro valores poss veis para O 1 0 7 2 7 7 2 carrega a informa o de dois bits Logo estamos trabalhando com s mbolos de dois bits cada Se mantivermos a mesma largura inicial para cada s mbolo a velocidade de transmiss o de bits dobra sem aumento da largura de faixa ocupada pelo sinal Isto poss vel porque os sinais I e Q s o ortogonais entre si e podem ser transmitidos sem interfer ncia de um no outro Em forma de tabela podem resumir se as fases do sinal transmitido como segue Par de bits transmitidos ES Lol w Onde se v que em algumas transi es a mud
187. era de chamadas a encripta o e a autentica o 6 8 4 Codifica o da Voz A fun o dos codificadores de voz converter a voz da forma anal gica para a forma digital A codifica o da voz consiste na amostragem e na quantiza o do sinal A amostragem transforma o sinal cont nuo em um sinal discreto enquanto a quantiza o converte o sinal discreto anal gico em uma sequ ncia de bits A faixa de frequ ncia da voz humana utilizada para telefonia de 4 0 kHz e segundo a taxa de Nyquist a voz deve ser amostrada pelo menos no dobro da frequ ncia para que n o haja aliasing Assim t m se 8 mil amostras por segundo A figura 684 1 ilustra esta situa o 208 Existem tr s tipos b sicos de codificadores de voz formato de onda param trico e h brido O codificador por formato de onda procura transformar em bits as caracter sticas da forma de onda do sinal de fala um exemplo deste tipo o codificador PCM J o codec param trico tem como objetivo uma maior compacta o do sinal de voz e por este motivo realiza uma modelagem deste sinal e em seguida codifica seus par metros Por fim o codificador h brido realiza uma mistura entre os outros dois tipos codificando tanto as caracter sticas da forma de onda do sinal de voz com seus par metros do modelo A Figura 6 8 14 mostra uma compara o dos tipos de codecs levando em considera o a qualidade da voz e sua taxa de bits Qualidade da voz Excelente FORMATO
188. erizam se pela especificidade e variedade de alternativas tecnol gicas quanto ao sistema de transmiss o voltadas principalmente para aplica es em automa o em escrit rios e em automa o industrial como requisitos exigentes em termos de confiabilidade capacidade de uma excelente alternativa de meio de transmiss o Sistemas centralizados envolvendo um computador de grande porte mainframe e v rios terminais remotos embora n o sendo propriamente uma rede de computadores constituem sistemas de comunica o de dados em n vel local onde a substitui o de cabos met licos por fibras pticas pode ser vantajosa Utilizadas em barramentos internos serializados ou na interliga o dos terminais remotos as fibras pticas permitem desde um melhor desempenho em termos de alcance e banda passante at maiores facilidades menor volume e peso na instala o dos cabos Existem v rios exemplos do uso de fibras pticas em redes locais de computadores De um modo geral as iniciativas buscam usufruir uma ou mais qualidades das fibras pticas a fim de atenderem a situa es diversas tais como por exemplo e necessidade de maior alcance da rede ou de segmentos dentro da rede e demanda de novos servi os de comunica o local exigindo grandes bandas passantes e necessidade de maior confiabilidade do sistema em ambientes hostis etc 101 Em raz o dos custos associados aos n s de comunica o serem ainda relativamente
189. es 6 4 8 M scara de Sub rede A m scara de sub rede termo formal prefixo de rede estendida n o um endere o mas determina que parte de um endere o IP o campo de rede e que parte o campo de host Uma m scara de sub rede tem o tamanho de 32 bits e tem 4 octetos da mesma forma que um endere o IP Para determinar a m scara de sub rede do endere o IP de uma sub rede espec fica siga estas etapas 1 Expresse o endere o IP da sub rede na forma bin ria 2 Substitua a parte da rede e da sub rede do endere o composto somente por 1s 3 Substitua a parte do host do endere o somente por Os 4 Como ltima etapa converta a express o bin ria novamente na nota o decimal com ponto 154 Observa o O prefixo de rede estendida inclui o n mero de rede de classe A B ou C mais o campo de sub rede ou n mero de sub rede que est sendo usado para estender as informa es de roteamento que caso contr rio apenas o n mero de rede Figura 6 4 7 Exemplo de m scara de sub rede 155 6 5 ATM O ATM Asynchronous Transfer Mode uma tecnologia de rede em n vel de enlace e f sico do modelo OSI baseada na transmiss o de pequenas unidades de informa o de tamanho fixo e formato padronizado denominadas c lulas Foi desenvolvida para ser uma nica rede de transporte para diversos servi os tanto para redes locais como de longa dist ncia Assim as redes de telefonia televis o a cabo e comunica o
190. es dados em minutos Cliente 123456789 1 1 12 0 1 Dura o 1 2 1 132142 3 1 3 262 O valor m dio dos dados acima de 2 0 minutos e portanto podemos dizer que o servidor tem uma capacidade de atender 30 clientes por hora Assim o tempo em fila de cada um dos clientes dado por Cliente 1234567891 112 01 Tempo em Fila 000003403 1 3 2 Portanto analisando o gr fico da figura a seguir podemos concluir e Tempo M dio na Fila 3 4 3 1 3 2 12 16 12 1 33 minuto Tamanho M dio na Fila 3 4 3 1 3 2 35 16 35 0 46 cliente CLIENTES QUE ESTAO SENDO ATENDIDOS 2 jia 14 6 CLIENTES EM ESPERA NA FILA TEMPO Figura A 2 2 Funcionamento da Fila do posto Banc rio Imagine agora que o mesmo problema fosse proposto ao leitor da seguinte forma clientes chegam a um posto de servi o a um ritmo de 24 chegadas por hora ou um cliente a cada 2 5 minutos e s o atendidos por um servidor capaz de atender 30 clientes por hora ou 2 0 minutos para cada cliente A pergunta que se faz haver fila De posse desses dados a nossa tend ncia inferir que o sistema se comportar de tal forma que tanto o processo de chegada como o de atendimento s o regulares e portanto n o haver forma o de filas Processos como este s o raros na vida real Como se pode deduzir a exist ncia de filas ocorre em decorr ncia do fato de que os processos n o s o regulares e a aleatoriedade tanto ocasiona filas como ocasiona
191. es de PBX nos comutadores p blicos poderiam assumir fun es sem fio se o servi o fosse fornecido a um pre o adequado Um t pico ainda em discuss o diz respeito s altas taxas de transmiss o de dados Sob condi es otimistas um esquema de modula o alternativo e a utiliza o de aloca es assim tricas de slots podem subir a taxa para no m ximo 64 kbps mas certamente n o para 2 Mbps A efici ncia do espectro de frequ ncia e o baixo custo para usu rios finais s o aspectos importantes ainda em discuss o O DECT Digital Enhanced Cordless Telecommunications poderia crescer al m das reas atuais de aplica es como telefonia sem fio PBX e Teleponto Estudos est o sendo realizados atualmente para troca da malha local A extens o dos limites atrav s de sistemas de antenas mais avan ados e alguma forma de equaliza o assim como repetidores s o quest es importantes neste contexto O DECT poderia suportar o mercado de massa a baixo custo em reas densamente povoadas deixando a cobertura em reas extensas para sistemas celulares UMTS parcial A aloca o din mica de canal e o alto grau de flexibilidade no fornecimento de novos servi os pela combina o de canais para obter taxas de transmiss o de dados elevadas sem modifica o do padr o talvez com transceptores de at 200 kbps s o outros trunfos Finalmente o uso da interface a rea do DECT em conjunto com a infraestrutura do GSM est em estudo Os projet
192. escind vel que todos os elementos do sistema mantenham se sincronizados e FDMA frequency division multiple access nessa tecnologia cada usu rio fica com um canal dentro da banda total do sistema Esse canal fica preso ao usu rio e s liberado quando a liga o terminada ou quando se faz uma troca de c lula handoff ver abaixo Esse sistema tamb m apresenta uma limita o quanto quantidade de acessos simult neos a banda do sistema finita e por conseguinte tamb m o o n mero de canais Logo pode acontecer de todos os canais ficarem ocupados e o sistema ficar sobrecarregado Existe tamb m a necessidade de ortogonalidade entre as portadoras dos diversos canais de modo a evitar interfer ncias entre elas e CDMA code division multiple access a divis o entre os sinais dos v rios usu rios feita por c digos Pode ser de dois tipos o FH CDMA frequency hopping CDMA usa caracter sticas do TDMA divis o do tempo em slots e do FDMA cada usu rio com um canal de frequ ncia De fato a cada slot a transmiss o de um determinado usu rio se d por um canal diferente A mudan a entre as frequ ncias frequency hopping de transmiss o segue um c digo preestabelecido entre transmissor e usu rio 218 o DS CDMA direct sequence CDMA cada usu rio do sistema possui um c digo privado e nico Conhecem no apenas o terminal e a central Os sinais enviados por ou a um usu rio s
193. esentado em coordenadas polares corresponde fase da sen ide transmitida para aquele ponto Como exemplo mostrada abaixo a constela o do PSK M rio para M 8 295 A Decision x Y boundary Figura B 4 1 Constela o do PSK M rio para M 8 Pela figura acima percebemos que quanto maior o n mero M de pontos mais pr ximos estes pontos estar o uns dos outros e consequentemente maior ser a chance do receptor decidir por uma mensagem errada na presen a de ru do Dividindo se o plano em M fatias marcando o limite de decis o do receptor vemos que o ru do pode alterar o ngulo da E a 7 E sen ide transmitida em no m ximo F radianos para que o receptor n o erre em sua decis o Abaixo mostrada a rea de decis o de um ponto de mensagem para o PSK M rio com M 8 296 Figura B 4 2 rea correspondente a decis o pela mensagem 77 para o PSK M rio com M 8 A probabilidade de erro aproximadamente IN M e a densidade espectral de pot ncia dada por S f 2E log M sinc T f log M ambas s o fun o de M como n o poderia deixar de ser Abaixo mostrada a densidade espectral de pot ncia para M 2 PSK bin rio M 4 QPSK e M 8 297 w ra O Normalized power spectral density Salf 2E Or 0 5 1 0 Normalized frequency Figura B 4 3 Densidade espectral de pot ncia para o PSK M rio Quanto maior for o n mero M de
194. esta es m veis atrav s do EIR Caracter sticas gerais do sistema GSM O sistema GSM utiliza um h brido entre TDMA FDMA FDMA entre c lulas e TDMA dentro delas Utiliza canais com largura de banda de 200 kHz que s o compartilhados 230 atrav s de TDMA entre 8 usu rios Utiliza modula o GMSK com uma taxa de bits de 270 kbits s e FDD para a comunica o entre a ERB e um terminal Na codifica o de canal utilizado um c digo convolucional para a corre o de erros um fire code para a detec o e corre o de erros em sequ ncia e um c digo de paridade para detec o de erros em geral Diferentes canais s o utilizados para transmitir diferentes fluxos de dados tr fego aviso de chamada para um assinante mensagens para toda a c lula etc A localiza o de usu rios na rede feita utilizando as reas de localiza o LAI location area identity onde o assinante indica cada mudan a de LAI para a rede GSM A atualiza o da localiza o do usu rio feita ao se ligar o terminal de tempos em tempos e ao se entrar em uma nova rea de localiza o Normalmente lugares como aeroportos s o escolhidos para tentativas de clonagens de celulares por serem locais onde o usu rio liga a MS que estava desligada durante o v o e por mudar de localiza o h a necessidade de troca de informa es O GSM possui um mecanismo de defesa que explicado abaixo O mecanismo de autentica o utilizado a s
195. exo problema de projeto que levou cria o do modelo TCP IP e que se tornou desde ent o o padr o com o qual a Internet se desenvolveu Quando ler sobre as camadas do modelo TCP IP tenha em mente o objetivo inicial da Internet isso vai ajudar a entender porque certas coisas s o como s o O modelo TCP IP tem quatro camadas a camada de aplica o a camada de transporte a camada de Internet e a camada de acesso rede importante notar que algumas das camadas do modelo TCP IP t m o mesmo nome das camadas no modelo OSI N o confunda as camadas dos dois modelos porque a camada de aplica o tem fun es diferentes em cada modelo 6 4 1 Camada de aplica o Os projetistas do TCP IP decidiram que os protocolos de mais alto n vel deviam incluir os detalhes da camada de apresenta o e de sess o Eles simplesmente criaram uma 145 camada de aplica o que trata de protocolos de alto n vel quest es de representa o codifica o e controle de di logo O TCP IP combina todas as quest es relacionadas a aplica es em uma camada e garante que esses dados estejam empacotados corretamente para a pr xima camada 6 4 2 Camada de transporte A camada de transporte lida com quest es de qualidade de servi os de confiabilidade controle de fluxo e corre o de erros Um de seus protocolos o Transmission Control Protocol TCP fornece formas excelentes e flex veis de se desenvolverem comunica es de rede conf
196. faixa bem maior do que a banda passante nominal Isto pode ocasionar interfer ncia em pulsos transmitidos por portadoras distintas A codifica o de linha no entanto oferece maneiras de adequar o pulso transmiss o Os sinais transmitidos est o sujeitos ao ru do e interfer ncia intersimb lica As principais causas dessas perturba es s o imprecis o temporal banda passante insuficiente distor o de amplitude e distor o de fase A solu o para permitir a recupera o dos s mbolos transmitidos a utiliza o de t cnicas de codifica o de linha como utiliza o de c digos espec ficos uso de bits de temporiza o embaralhamento dos dados etc Os c digos de linha mais utilizados s o Alencar 1998 e NRZ Non Return to Zero ou c digo polar e AMI Alternate Mark Inversion c digo bipolar em que os pulsos t m a polaridade invertida e BNZS Binary N Zero Substitution que substitui segii ncias determinadas de zeros por uma sequ ncia especial de pulsos para produzir viola o no c digo AMI exemplo B3ZS e Codifica o tern ria que implica na codifica o de grupos de 4 bits em tr s d gitos tern rios 4B3T e C digo Manchester ou bifase usado no padr o Ethernet IEEE 802 3 para redes locais e CMI Coded Mark Inversion padronizado pelo CCITT no qual a t cnica AMI conhecida com a codifica o dos zeros por ondas quadradas de meio ciclo e determinada fase 2 6 2 Tr
197. gem variam de uma operadora para outra 231 GPRS A grande demanda por servi os al m dos de voz fez com que surgisse uma gera o intermedi ria entre a segunda e a terceira a 2 5 G nessa gera o que se encontra o GPRS Ao contr rio do HSCSD tecnologia de transmiss o de dados utilizada no GSM inicialmente o GPRS utiliza comuta o por pacotes em que n o h conex o permanente Assim o canal utilizado apenas quando h dados a serem transmitidos e h uma melhor utiliza o dos recursos da interface a rea que compartilhada com o GSM Possui integra o com redes IP e X 25 com acesso internet e intranet A introdu o do GPRS praticamente n o alterou os blocos principais do GSM j apresentados Na realidade incluiu se uma placa na BSC denominada PCU packet control unit que disponibiliza o tr fego por pacotes atrav s dos novos servidores na rede denominados SGSN serving GPRS support node e GGSN gateway GPRS support node e atualiza es de software para CCU channel codec unit nas BTS s Com o GPRS consegue se atingir taxas de transmiss o de dados de at 150 kbps consideravelmente melhores que no GSM e o usu rio fica sempre conectado Como o GPRS comunica se por pacote pode se basear a cobran a ao usu rio na quantidade de dados transmitidos e n o no tempo de conex o Utiliza entre 1 e 8 slots de tempo e tem 4 modos de opera o 9 04 kbps 13 4 kbps 15 6 kbps e 21 4 Kbps por s
198. genharia mais dif cil O controle ordenado tem a vantagem de melhor engenharia de tr fego e controle mais r gido da rede entretanto sua converg ncia mais lenta e o controlador um ponto cr tico em termos de falhas 188 Dentro do controle ordenado existem dois grandes m todos de ativar a distribui o de r tulos S o chamados de down stream n o solicitado e sob demanda Na primeira forma o gerenciador de r tulos envia os quando desejar Ele pode utilizar por exemplo um intervalo fixo de tempo Ou pode utilizar a mudan a de tabelas de roteamento padr o como est mulo J na segunda forma os r tulos s o enviados quando pedidos Podemos ver abaixo que primeiro os r tulos s o solicitados para depois serem enviados 2 J vou enviar r4 r2 r3 Gerente de R tulos Figura 6 7 8 Gerenciador de r tulos As tabelas s o atualizadas do roteador 3 ao 1 nesta ordem Os dados contidos s o R tulo de Entrada Porta de Entrada R tulo de Sa da Porda de Saida Instru o No caso mais comum a instru o de trocar o r tulo Ap s a atualiza o das tabelas os dados podem fluir do roteador de origem ao destino 189 Pori Ent Figura 6 7 9 Atualiza o das tabelas Protocolos Encontrar um ve culo de transporte para a constru o das tabelas uma grande preocupa o dos projetistas de redes necess rio um protocolo que possa carregar todos os dados necess rios e
199. gens e desvantagens muito distintas Uma vantagem que todos os n s est o fisicamente conectados a todos os outros n s criando uma conex o redundante Se algum link falhar as informa es poder o fluir atrav s de muitos outros links para atingir seu destino Outra vantagem dessa topologia que ela permite que as respostas sejam transmitidas por muitos caminhos de volta atrav s da rede A principal desvantagem f sica que para um pouco mais que um n mero pequeno de n s a quantidade de meios para os links e a quantidade de conex es feitas aos links ser o esmagadoras O comportamento de uma topologia completa ou malha depende muito dos dispositivos usados Figura 6 2 8 Topologia em Malha 6 2 9 Topologia celular A topologia celular consiste em reas circulares ou hexagonais cada uma tendo um n individual no centro A topologia celular uma rea geogr fica dividida em regi es c lulas para fins de tecnologia sem fio uma tecnologia que se torna cada vez mais importante N o h links f sicos em uma topologia celular apenas ondas eletromagn ticas s vezes os n s de recep o por exemplo o telefone celular de carro se movem e s vezes os n s de envio se movem por exemplo os links de comunica o por sat lites A vantagem bvia de uma 127 topologia celular sem fio que n o h outros meios tang veis que n o a atmosfera ter
200. ha da esquerda para a direita e de cima para baixo Sua estrutura b sica apresentada na figura a seguir ULSASGTEI O Z 270 OLEC ES CABE ALHO INFORMA O TIL Figura 6 6 4 Estrutura do Frame O cabe alho overhead composto por 3 tipos de estruturas RSOH Regenerator Section Overhead processado em cada equipamento da rede cont m informa es de alinhamento de frame identifica o de frame monitora o de erro de regenera o alarmes fisicos externos ao equipamento e supervis o de sistema Cont m tamb m um canal de voz para comunica o de t cnicos entre equipamentos MSOH Multiplex Section Overhead processado apenas em equipamentos onde existe inser o add ou retirada drop de canais multiplexados cont m informa es de monitora o e indica o de erros de multiplexa o controle de chaveamento de mecanismos de prote o monitora o de sincronismo e ger ncia de sistema POH Path Overhead processado em cada equipamento possui os ponteiros que indicam onde se localiza o primeiro byte do s VC s dentro da rea de informa o til payload do frame e eventuais bytes provenientes de Justifica o desse s VC s 175 A incorpora o dos ponteiros nas estruturas dos VC s do frame SDH permite que mesmos sinais com diferen as de fase e frequ ncia possam ser transportados num mesmo frame j que essas diferen as s o acomodadas em bytes espec ficos do POH atrav s
201. he International Standard for Digital Television 1 ed Springer Verlag 2001 HAYKIN Simon Communication Systems 4 ed New York John Wiley amp Sons 2001 TANENBAUM Andrew S Computer Networks 4 edi o Upper Saddle River NJ Prentice Hall 2002 FERRARI Ant nio Telecomunica es Evolu o e Revolu o Editora rica SCHLZRINNE H CASNER S FREDERICK R E JACOBSON V RTP A transport protocol for real time applications Internet RFC 1889 janeiro de 1996 SOUZA L B de Redes CISCO CCNA CISCO Certified Netork Associate Ed rica 2002 HERSENT O GURLE D E PETIT J P IP Telephony Packet based multimedia communications systems first ed Addison Wesley Publishing Company 1997 ROSENBORG J SCHULZRINNE H CAMARILLO G JOHNSTON A PETERSON J SPARKS R HANDLEY M E SCHOOLER E SIP Session Initiation Protocol Internet RFC 3261 junho de 2002 ITU T G 711 Pulse code modulation PCM of voice frequencies In International Telecommuication Union novembro de 1988 ITU T G 723 1 Dual rate speech coder for multimedia communications transmitting at 5 3 and 6 3 kbit s In International Telecommuication Union mar o de 1996 ITU T 6 729 Coding of speech at 8kbit s using conjugate structure algebraic code excited linear prediction In International Telecommuication Union mar o de 1996 ITU T One way transmission time In Recomenda o G 114 mar o de 1993 KAO Charles
202. i os de seus formatos nativos originais para c lulas ATM de tamanho fixo Diferentes tipos de adapta es s o necess rias para os diferentes tipos de servi os prestados A camada de adapta o recebe a informa o do tipo de servi o a ser transmitido pela rede alguns de taxa vari vel outros de taxa fixa de transmiss o e segmenta essas informa es nas c lulas Essa informa o do tipo de servi o que deve ser oferecido vem desde onde foi originado o servi o at a camada de adapta o que o tratar conforme a necessidade da classe em que ele se enquadra No recebimento extrai as informa es das c lulas e as remonta em seu formato original O AAL n o caracterizado por um conjunto bem definido de fun es ele deve suportar quaisquer fun es que forem solicitadas por qualquer protocolo que utilize seus servi os 166 Podemos exemplificar como servi os por ele oferecidos Recupera o de erros de transmiss o Tratamento de perdas e duplica es de c lulas Controle de fluxo e controle de sincronismo Efetua a quebra e remontagem de quadros em c lulas Classes de Servi os Os servi os foram divididos em classes de tr fego como pode ser visualizado na tabela 6 5 1 seguindo par metros como a sincroniza o entre a origem e o destino se ou n o necess ria a taxa de transmiss o se vari vel ou fixa e se ou n o orientado conex o Par metro K Tai B Ki la
203. i veis com baixa taxa de erros e bom fluxo O TCP um protocolo orientado para conex es Ele mant m um di logo entre a origem e o destino enquanto empacota informa es da camada de aplica o em unidades chamadas segmentos Orientado para conex es n o significa que exista um circuito entre os computadores que se comunicam o que seria feito por uma comuta o de circuitos Significa que segmentos da camada 4 trafegam entre dois hosts para confirmar que a conex o existe logicamente durante um certo per odo Isso conhecido como comuta o de pacotes 6 4 3 Camada de Internet A finalidade da camada de Internet enviar pacotes da origem de qualquer rede na internetwork e faz los chegar ao destino independentemente do caminho e das redes que usem para chegar l O protocolo espec fico que governa essa camada chamado Internet protocol IP A determina o do melhor caminho e a comuta o de pacotes acontecem nessa camada Pense nisso em termos do sistema postal Quando voc envia uma carta voc n o sabe como ela vai chegar ao seu destino existem v rias rotas poss veis mas o que realmente importa que ela chegue 6 4 4 Camada de acesso rede O significado do nome dessa camada muito amplo e um pouco confuso tamb m chamada de camada host rede a camada que se relaciona a tudo aquilo que um pacote IP 146 necessita para realmente estabelecer um link f sico e depois se necess rio estabel
204. ida em 2 novas camadas A sub camada de regenera o respons vel pelo processamento dos frames em todos os equipamentos da rede sejam eles de passagem de extra o ou inser o de tribut rios ou de termina o de via A se o de multiplexa o respons vel pelo processamento fim a fim dos frames nos equipamentos de extra o ou inser o de tribut rios ou de termina o de via A camada de via est divida em alta ordem e baixa ordem Nessa camada cada VC uma estrutura com a informa o til cont iner e um cabe alho que o caracteriza POH Na via de baixa ordem cada VC cont m um nico cont iner e seu cabe alho VC 1x VC 2 ou VC 3 Na via de alta ordem um VC pode conter um nico cont iner e seu cabe alho VC 3 ou VC 4 ou um conjunto de cont ineres de menor ordem e o respectivo cabe alho A camada de circuito realiza o condicionamento da informa o til retirada do cont iner para a interface el trica ou ptica definida para cada servi o a ser fornecido pelo equipamento 174 Estrutura do Frame O frame SDH tem tamanho padr o para cada hierarquia Cada frame constitui uma unidade para fins de administra o e supervis o da transmiss o no sistema Esses frames s o transmitidos a uma taxa de 8000 frames por segundo 8000 Hz O frame SDH para a hierarquia STM 1 por exemplo tem 2430 bytes organizados em 9 linhas com 270 colunas de bytes os quais s o transmitidos serialmente linha a lin
205. il 98 das centrais eram digitais entretanto o enlace do assinante aparelho telef nico e linha telef nica ainda anal gico 35 2 8 CONFIABILIDADE DISPONIBILIDADE E SEGURAN A A utiliza o do controle centralizado nas centrais torna a opera o dependente de um pequeno n mero de equipamentos que deyem ser projetados de acordo com elevados padr es de confiabilidade de forma a apresentarem longos tempos m dios entre falhas mean time between failure MTBF Dado que um equipamento falhou o defeito deve ser encontrado e corrigido no menor tempo poss vel o que d origem a outra medida chamada tempo m dio de reparo mean time to repair MTTR A disponibilidade de um equipamento dada pela rela o MTBF MTBF MTTR Disponibil idade A disponibilidade a probabilidade de o equipamento funcionar corretamente quando requisitado A probabilidade do equipamento n o funcionar dada por MTTR MTBF MTTR Indisponib ilidade 1 Disponibil idade O ITU T tem recomenda es estabelecendo objetivos para a indisponibilidade dos sistemas listados na tabela 2 8 1 Abrang ncia da falha Objetivo de indisponibilidade Todo o sistema 1 5 10 6 h em 50 anos Linha de assinante 10 1 dia em 25 anos Circuito entre centrais 104 Chamadas de emerg ncia 15 10 Servi o telef nico b sico 10 Servi os suplementares 10 Tarifa o 10 Medi o de tr fego 10 Opera es de
206. iormente tornou se esposa de Bell A concep o de Bell sobre a teoria do telefone era a seguinte a intensidade de uma corrente el trica pode ser modificada em fun o da varia o da densidade do ar durante a produ o do som Ao contr rio do tel grafo que usa uma corrente intermitente o telefone exige uma corrente cont nua com intensidade vari vel Em 1874 Bell inventou um tel grafo harm nico para transmitir diversas mensagens simultaneamente por um nico fio e um receptor telef nico telegr fico Na tentativa de reproduzir a voz humana eletricamente ele tornou se um especialista na transmiss o el trica de ondas Enquanto Bell teve a id ia seu parceiro Thomas Watson produziu e montou o equipamento Elisha Gray e Alexandre Graham Bell descobrem que est o trabalhando no mesmo projeto a inven o do telefone Enquanto Bell buscava solu o pelo lado ac stico Gray analisava as possibilidades de uso da corrente el trica Ainda no ano de 1874 Gray concluiu seu projeto mais extraordin rio com um diafragma de a o diante de um eletroim havia constru do um receptor praticamente igual aos dos telefones atuais Mas n o dispunha de transmissor Em 14 de fevereiro de 1876 por extrema coincid ncia os dois ingressam com o pedido de patente Com apenas uma vantagem para Bell seu requerimento chegara a U S Patent Office duas horas antes de Gray At aqui ningu m havia conseguido realmente conversar pelo telefone Gra
207. ios e M todo de busca e Sistemas de perda e demora Supomos usualmente o equil brio estat stico definindo o tr fego como estacion rio na m dia Podemos ent o definir Entrada de Bernoulli ou Engset o n mero de fontes finito A probabilidade de que exatamente uma chamada chegue no intervalo T et AT dada por OM n AT onde M o n mero de fontes existentes n o n mero de fontes ocupadas AAT a intensidade de chamadas por fonte quando esta se encontra livre uma fonte ocupada tem intensidade 0 e Entrada de Poisson n mero infinito de fontes e intensidade de chamadas independente do n mero de ocupa es o lim 4M n At c At M gt AT gt onde c AM a quantidade m dia de chamadas oferecidas ao tronco de sa da por unidade de tempo e representa um fator de proporcionalidade para a intensidade das chamadas das fontes de tr fego Para a distribui o dos tempos de reten o adota se normalmente a distribui o exponencial p t a e u t mostrada na Figura 5 6 para dois valores do par metro o lea 2 113 Exponencial x Figura 5 4 1 Distribui o exponencial para dois valores do par metro a 1 curva superior e a 2 curva inferior Podem ocorrer tempos de reten o constantes ou exponencialmente distribu dos Mais algumas defini es Agrupamentos grupo de acessibilidade plena qualquer entrada tem acesso a qualquer sa da Gradua
208. istribui o de Poisson apresentam uma distribui o exponencial de probabilidades um resultado bem conhecido a partir da teoria de probabilidades 273 Ets Tempo Na Figura A 4 3 apresentado o gr fico da fun o de distribui o exponencial com 2 e na Figura A 44 apresentado o gr fico da respectiva fun o densidade de probabilidade A 5 O PROCESSO DE ATENDIMENTO De acordo com os estudos de Erlang de 1908 a dura o de uma liga o telef nica por cliente uma vari vel aleat ria que segue aproximadamente uma distribui o exponencial tal qual apresentado em 4 21 e A 22 No entanto para o caso do tempo de atendimento as fun es de distribui o e de densidade de probabilidade s o dadas por Fa 1 1 e A 23 fra O u eM 4 24 No entanto importante considerar que na Teoria das Filas aplicada a outras situa es pr ticas diferentes de telefonia nem sempre o tempo de atendimento segue uma distribui o pr xima da exponencial como considerado aqui A 6 MODELOS DE FILAS 274 Na pr tica vemos que em cada caso temos diferentes tipos de filas Assim n o podemos considerar o mesmo modelo para todas as filas No caso pr tico um sistema te rico em que o ritmo de chegada segue a distribui o de Poisson e o ritmo de sa da segue a distribui o exponencial negativa seria til somente em casos raros e isolados Em situa es reais util
209. it s Tabela 2 5 1 Hierarquia PDH na Am rica do Norte e Europa A redu o dos custos dos circuitos integrados na transmiss o por fibra tica tornou as redes PDH baratas o que levou multiplica o deste sistema por todo o mundo Contudo o PDH foi concebido visando atender simplesmente transmiss o de voz e a sua flexibilidade para atender a demanda de novos servi os com taxas e qualidade crescentes n o era suficiente devido ao processamento de bits necess rio A evolu o dos padr es para sistemas de transmiss o levou ao desenvolvimento do Synchronous Digital Hierarchy um sistema totalmente s ncrono que vem substituindo gradativamente o PDH 28 2 6 MONTAGEM DE REDE TELEF NICA DIGITALIZADA A comunica o entre as centrais CPA T feita atrav s de um sinal digital TDM PCM de primeira ordem Para garantir a integridade na transmiss o algumas adequa es s o feitas Nas redes locais centrais e entroncamentos em rea urbana usada a codifica o de fonte equaliza o e filtragem do sinal para corrigir distor o e interfer ncia intersimb lica Para grandes dist ncias h o uso de modula o digital Alguns tipos de sinais utilizados na transmiss o em banda b sica entre centrais s o mostrados na figura abaixo A Sinal NRZ Sinal AMI t s t s Figura 2 6 1 Tipos de sinais utilizados na transmiss o em banda b sica entre centrais Nas redes de longa dist ncia centrais internacionais e in
210. its para fun es experimentais 1 bit para fun o de empilhamento e oito bits para TTL Time to Leave ira E 32 Bits 4 Bytes Figura 6 7 5 Cabe alho Shim O componente de Encaminhamento no MPLS Uma vez que uma seq ncia de r tulos chamada de LSP Label Switch Path ou MPLS tunnel tenha sido estabelecida um LSR pode comutar tr fego rapidamente Na borda de uma rede MPLS os LSRs fazem a classifica o e decis es de encaminhamento examinando o cabe alho IP dos pacotes n o rotulados O resultado que r tulos apropriados s o aplicados aos pacotes e eles s o ent o encaminhados a um LSR que serve como o pr ximo n em dire o ao destino final O r tulo serve como uma representa o curta para o cabe alho IP reduzindo a complexidade de processamento em todos os n s subsegientes do caminho O r tulo gerado durante o processamento do cabe alho no n LSR Todos os n s subsegientes na rede usam o r tulo para suas respectivas decis es de encaminhamento claro que o valor do r tulo pode mudar e geralmente muda a cada LSR no caminho pela rede Quando o pacote emerge do interior de uma rede MPLS os LSRs de borda descobrem que devem encaminhar pacotes a uma interface n o rotulada e simplesmente removem qualquer encapsulamento de pacote antes de encaminhar Quando um LSR de interior recebe um pacote rotulado o r tulo extra do e usado como ndice para a tabela de roteamento residente
211. izamos diversos modelos de filas que se aproximam mais do caso estudado Para descrevermos os modelos de filas utilizamos a nota o A B c K m Z onde e A descreve a distribui o dos intervalos entre chegadas B descreve a distribui o do tempo de servi o e c a quantidade de atendentes e K a capacidade m xima do sistema n mero m ximo de clientes no sistema e m o tamanho da popula o que fornece clientes e Z a disciplina da fila Essa nota o chamada de Nota o Kendall em homenagem a seu criador David Kendall Os valores de A e B dependem do tipo de distribui o a que se referem e M Exponencial Negativa Markoviana Poisson e Em Erlang de grau m e Hm Hiper exponencial de grau m e Determin stica Geral Assim por exemplo M E2 5 20 c Rand mico refere se a uma fila que tem o ritmo de chegada com distribui o Markoviana ou Poisson ritmo de atendimento com distribui o Erlang de segundo grau cinco atendentes capacidade m xima de 20 clientes popula o infinita e atendimento rand mico A nota o condensada A B c sup e que a capacidade m xima do sistema e a popula o s o infinitas e que a disciplina da fila FIFO Os principais modelos de filas que ser o apresentados s o os modelos de Poisson M M 1 ou M M c e o modelo Erlang A 7 O MODELO MM l 275 O modelo M M 1 um dos mais simples Sup e se que os ritmos de chegada e de atendimento s o Markovia
212. ja permite ligar equipamentos anal gicos rede digital TRI Termina o de rede que faz o acoplamento entre a linha de transmiss o e as instala es do usu rio Compreende as fun es de termina o de linha temporiza o e multiplexa o temporal Faz a convers o do c digo de linha interface U para o c digo da instala o do usu rio interface interna T Na linha a transmiss o feita a dois fios enquanto na instala o do usu rio pode ser de quatro a oito fios de acordo com o ITU T TR2 Termina o de rede para distribui o dos terminais ET e ET2 nas instala es do usu rio quando este possui instala o multiusu rio O TR2 faz a concentra o de acesso de v rios terminais Compreende as fun es de tratamento de protocolo comuta o concentra o e manuten o TL Termina o de linha para acoplamento entre a linha de transmiss o da central Compreende as fun es de alimenta o localiza o de falhas convers o de c digos e regenera o TC Termina o de central que faz o tratamento de sinaliza o mant m e supervisiona a conex o do lado da central Compreende as fun es de tratamento de protocolo ger ncia de rede opera o e manuten o 41 A Central Telef nica 3 1 INTRODU O A central telef nica o elemento de rede respons vel pela comuta o de sinais entre os usu rios Historicamente as primeiras centrais desenvolvidas eram sistemas de comut
213. jeto de estrutura topol gica para a rede Tem como base a localiza o dos componentes sua interliga o e restri es de conectividade Nessa fase s o usados m todos de otimiza o topol gica e teoria de grafos O produto final dessa fase uma matriz de conectividade incluindo as loca es ideais para as centrais e concentradores e Sintese de rede Utiliza as informa es adquiridas na fase anterior para calcular a dimens o tima para os componentes sujeita a restri es de grau de servi o e medidas de desempenho ex atraso e probabilidade de perda Os c lculos s o baseados em um modelo de custo linear j a otimiza o feita n o linearmente devido s caracter sticas de restri o Os problemas analisados nessa fase s o roteamento de tr fego e dimensionamento O produto final dessa fase o plano de rotas e o conjunto de enlaces l gicos entre os n s de rede e Especifica o da tecnologia de transmiss o Fase onde se concretiza a implementa o da rede ou fase de roteamento onde os componentes existentes no mercado s o utilizados como cabos sistemas de comuta o e transmiss o especificos Os problemas encontrados nessa fase se relacionam na maioria das vezes com multicommodities fun es de custo modulares e n o lineares associados s restri es de confiabilidade O grande objetivo de uma rede de telecomunica es servir aos assinantes de forma satisfat ria por um pre o compat vel Novamen
214. l for nula Para exemplificar considere as fun es ci t e c t e a fun o p t ci t cx t representadas na figura a seguir c t c t 2 Figura 7 6 2 Fun es ortogonais No gr fico de p t a rea acima do eixo t e a rea abaixo s o iguais em m dulo Como uma delas positiva e a outra negativa sua soma nula Logo as fun es ci t e c t s o ortogonais Para que as portadoras que carregam os s mbolos sejam ortogonais entre si elas devem estar situadas em frequ ncias m ltiplas de uma frequ ncia fundamental fo ou seja as frequ ncias das portadoras devem se situar em f kfo com k 0 1 2 n 1 onde n o n mero de portadoras A figura abaixo ilustra o diagrama de blocos do sistemas OFDM anal gico 243 Snnzlt Syt mapper elh Figura 7 6 3 Diagrama de blocos do OFDM anal gico Na figura acima hs t e t onde 0 27 fok com k 0 1 n 1 s o as fun es que representam as portadoras A figura abaixo mostra como podemos mapear uma seq ncia bin ria representada pelo sinal snrz t em portadoras OFDM Neste caso existem dois s mbolos poss veis zero e um A figura mostra tamb m um s mbolo OFDM no dom nio do tempo sorpu t formado com a sequ ncia de bits a ser enviada e a representa o desse s mbolo no dom nio da frequ ncia sornu f Note que a portadora que carrega o terceiro bit do sinal snrz t n o aparece nessa figura pois o bit q
215. l dentro dessa rea comunicar se com outras centrais de sistemas celulares ou fixos entre outras coisas E importante notar que mesmo que o terminal de origem e o de destino estejam dentro de uma 219 mesma c lula obrigatoriamente a comuta o feita pela central E nela inclusive que se encontra a MSC A liga o entre ERB s e centrais feita por microondas ou fibra tica 7 3 2 Fun es caracter sticas A Handoff Quando um terminal move se em dire o fronteira de duas c lulas o sinal da ERB da c lula original torna se fraco Antes que ele atinja o n vel m nimo de qualidade aceit vel que em torno de 95 5 dBm e consegiientemente a liga o seja interrompida deve se trocar a comunica o para a c lula de destino Esse processo chamado de handoff e controlado pela MSC necess rio calcular bem o ponto onde o handoff deve ser feito Se esse ponto ficar muito antes da divis o entre as c lulas as trocas de ERB s podem ficar constantes o que sobrecarregaria a MSC Se ficar pr ximo demais corre se o risco de o sinal ficar muito fraco antes da mudan a da c lula e a liga o cair Durante uma conversa o comum acontecerem enfraquecimentos moment neos no sinal que chega ERB Tais enfraquecimentos podem ser causados por interfer ncias ou quaisquer outros problemas no canal Para impedir que se fa a handoff desnecessariamente devido a um desses enfraquecimentos moment neos
216. l para o desenvolvimento da ci ncia s o imensur veis A revista americana Science que posteriormente tornou se rg o oficial da Associa o Americana para Avan o da Ci ncia foi fundada em 1880 devido aos esfor os do pr prio Bell Ele tamb m foi presidente da Sociedade Geogr fica Nacional de 1896 a 1904 A avia o foi um de seus primeiros interesses e ele tamb m realizou contribui es importantes para este campo da ci ncia Dentre todos os sucessos de sua vida o telefone permanece como o principal Poucas inven es humanas tiveram tanta influ ncia no mundo Al m disso Bell foi a primeira pessoa a desenvolver um m todo para reproduzir sons e este conhecimento foi usado no desenvolvimento de outros importantes aparelhos tais como o toca discos Em 1882 Bell tornou se um cidad o norte americano Ele faleceu em Baddeck na Nova Esc cia em 1922 1 2 NO ES FUNDAMENTAIS DE AC STICA O som a sensa o causada no sistema nervoso pela vibra o de membranas no ouvido como resultado da energia gerada pela vibra o de corpos quaisquer tais como cordas de viol o cordas vocais e at mesmo o mar ao bater na areia da praia dentro de uma faixa de freq ncias especifica transmitida atrav s de um meio de propaga o como por exemplo o ar ou a gua Do ponto de vista f sico o som a varia o de press o e conseq ente cria o de uma onda que se propaga com uma certa velocidade atrav s de um meio natural E
217. lica o e que lhes permitem trocar informa es e os sistemas 131 Processos de Ap lica o Meio fisico para Conex es interconex o de sistemas abertos Figura 6 3 1 Processos de aplica o conex es e sistemas O desenho abaixo nos d uma id ia da arquitetura de uma m quina pertencente a um sistema de comunica o Interface Comunica o His Gerenciamento de Dados Rede su rio Figura 6 3 2 Arquitetura de uma m quina do sistema Hardware prov a infra estrutura necess ria no nivel mais baixo para o processamento da aplica o como a manipula o de bits acesso a disco etc Sistema operacional prov os servi os b sicos de acesso a hardware etc Gerenciamento de dados cuida de tarefas como o acesso manipula o e troca de v rios tipos de dados A consist ncia nesta tarefa um grande passo rumo portabilidade de aplica es Existem v rias formas de implementa o de acesso a bancos de dados mas a mais comum e aceita pela ind stria a SQL Structure Query Language Linguagem t m sido feitos esfor os em rela o cria o de uma linguagem com independ ncia da plataforma de forma a prover a portabilidade de c digo Interface com o 132 usu rio um dos principais fatores de portabilidade j que prov a interface com o usu rio da aplica o Cada vez mais est o sendo desenvolvidas interfaces gr ficas e orientadas a objetos baseadas em janelas
218. ligent networks e ISDN s integrated services digital network para promover mobilidade pessoal e portabilidade de servi o para usu rios finais No ambiente de servi o UPT a cada usu rio ser atribu do um nico n mero pessoal n mero UPT Tal n mero ser discado por outro 250 usu rio do servi o para alcan ar esse usu rio UPT e tamb m ser utilizado para identificar um usu rio no momento do pedido de um servi o como por exemplo origem da chamada ou modifica o do perfil de servi o Atrav s de modifica o do perfil de servi o o usu rio UPT ser n o apenas capaz de designar terminais espec ficos fixos ou m veis para receber e originar chamadas como tamb m ser capaz de invocar servi os suplementares por assinatura como chamadas protegidas e prosseguimento de chamadas Os servi os e caracter sticas espec ficos dispon veis para um usu rio UPT conforme este se move atrav s de diferentes redes e utiliza diferentes terminais depender o claro das capacidades dos terminais assim como das redes os servem As principais caracter sticas de UPT incluem e Mobilidade pessoal baseada em nico n mero pessoal n mero UPT e Portabilidade e controle de servi o e Cobran a baseada em n mero UPT ao inv s de n mero identidade do terminal e Disponibilidade acessibilidade de servi o atrav s de m ltiplas redes ISDN PSTN PLMN e diferentes tipos de terminais fixo port til e m vel e Conju
219. lo m dio entre chegadas no per odo de 7 s 8 horas da manh Quando se estudam filas o ritmo de chegada uma importante vari vel aleat ria Para quantificar esta vari vel usa se a letra grega que simboliza o ritmo de chegada e se usa IC para o intervalo m dio entre chegadas Assim no exemplo dado 20 carros por minuto IC 3 segundos Processo de Atendimento Continuando no exemplo do ped gio e observando um atendente em servi o podemos constatar por exemplo que ele atende 6 ve culos por 260 minuto ou que gasta 10 segundos para atender um ve culo Esses valores s o m dios e para descrev los corretamente devemos tamb m lan ar m o da distribui o de probabilidades O processo de atendimento tamb m uma importante vari vel aleat ria A letra grega u usada para significar ritmo de atendimento e TA para designar tempo ou dura o do servi o ou atendimento Assim no exemplo dado teremos u 6 clientes por minuto TA 10 segundos por cliente N mero de Servidores O mais simples sistema de filas aquele de um nico servidor que pode atender um nico cliente de cada vez Conforme aumente o ritmo de chegada podemos manter a qualidade do servi o aumentando convenientemente o n mero de servidores Esta portanto uma das caracter sticas de uma fila que podemos utilizar para modelar um sistema de filas Disciplina da Fila Trata se da regra que define qual o pr ximo a ser ate
220. lo sobre Telefonia Celular e o ap ndice A me pareceram perfeitos e o ap ndice B apesar de muito bom eu acho que deveria ser exigido como pr requisito para o curso seu conte do visto nas cadeiras de Comunica es Anal gicas e Comunica es Digitais que o antecedem Apesar dos pesares est o todos de parab ns O resultado final ficou bom e espero que as turmas dos pr ximos semestres consigam fazer algo semelhante E o hardware que voc s acabaram fazendo sem valer nota tornou se um distintivo do nosso curso em rela o aos de outras Faculdades Ricardo Rhomberg Martins Professor iii Sum rio No es de Ac stica e Telefonia eine anna ce ce nna ratio cria anaisiita ade 1 1 1 INTRODU O UMA BREVE HIST RIA DA TELEFONIA l 1 1 1 Eletricidade e MaCnEESO quaaactasaaii d casais US aaS AS sda CER a AOC RI GUUMA ada i sa l E RR MO ME o PADRE DER RR JP DRA RNP Ro REED RN RD 2 WE Atekfonia no Brasikearenianr iie E 3 1 1 4 Rumos do Invento e de seu Invyentor eseseeseeseesseessessesseessersesessteseserssessessree 6 1 2 NO ES FUNDAMENTAIS DE AC STICA 8 12 1 C rietenisticas d Onda Sonora E da VOL suusinoesbissiuniiaisadoriiniashesisiabiid a dbiiainadid ae 8 122 Parametos do Sonae asia dA a a A 9 1 3 INTRODU O AO SISTEMA TELEF NICO sseieseeeeisseeisseeressesrrssrressrrrrssreress 11 1 3 Ratos Co Lele lOM 6 ANDAR RR RR E DS 11 1 3 2 Distor es introduzidas pelo Sistema Telei nico
221. lot A rede GPRS consiste de 4 blocos BSS comum rede GSM SGSN GGSN e redes externas O SGSN possui o mesmo n vel hier rquico que o MSC na rede GSM Ele mant m o registro da localiza o atual do assinante cont m fun es de seguran a e de controle de acesso conectado ao BSS por frame relay O GGSN realiza a conex o com redes externas de comuta o de pacotes por exemplo a internet e comunica se com a SGSN atrav s de IP e UDP A rede GPRS tem informa es contidas nas HLR s e pode ter tamb m nas VLR s 232 EDGE O EDGE tamb m se insere entre as respostas dos desenvolvedores de tecnologia ante os anseios por melhores servi os de dados Sua taxa ainda aqu m da especificada para a terceira gera o mas o EDGE certamente seu est gio imediatamente anterior pelo menos ao que tange evolu o do GSM Essa tecnologia inclui tanto comuta o por circuitos ECSD enhanced circuit switched data com tr s novos canais de tr fegos E TCH enhanced traffic channels como comuta o por pacotes EGPRS enhanced general packet radio service Utiliza GMSK e 8 PSK e codifica o na interface a rea quatro esquemas para GMSK e quatro para 8 PSK Usa tamb m tr fego assim trico ou seja TDD com diferente n mero de slots de tempo no downlink e uplink O acesso rede feito por TDMA com 8 slots por quadro o que o faz compat vel com GSM Pode chegar a taxas de transmiss o de dados de at 3
222. lso de forma gaussiana gera um sinal com baixos lobos laterais e lobo principal mais estreito que um pulso retangular Isto pode ser aproveitado para gerar outro sinal de chaveamento de fase m nimo GMSK O filtro utilizado nesta modula o ter uma largura de faixa B e estar processando um sinal cujo per odo do bit T A rela o entre ambos define a largura de banda do sistema Para o GSM estabeleceu se que a rela o usada seria BT 0 3 com uma taxa de bit de 270 8 Kbps Isto um compromisso entre a taxa de erro de bits e a interfer ncia inter s mbolos uma vez que filtros mais estreitos aumentam a interfer ncia e reduzem a pot ncia do sinal 7 5 3 CDMA Caracter sticas gerais 237 Como foi dito na se o 7 2 3 o CDMA um m todo de acesso m ltiplo rede que usa a divis o por c digos dos usu rios Existem dois tipos b sicos o FH CDMA no qual a frequ ncia de transmiss o varia de acordo com um c digo preestabelecido e o DS CDMA em que os sinais a serem transmitidos s o multiplicados por um c digo individual com taxa mais alta O FH CDMA depende de que tanto o transmissor quanto o receptor mudem a faixa de frequ ncia ao mesmo tempo Por conta disso necessita de perfeito sincronismo J o DS CDMA precisa garantir que o receptor ir decodificar exatamente o sinal que lhe foi enviado Para isso necess rio que a correla o cruzada entre os c digos seja pequena ou nula O sincronismo melhora a perfo
223. lugar se comunique a qualquer momento Figura 6 4 2 Protocolos TCP IP 148 6 4 6 Comparando o modelo TCP IP e o modelo OSI Se compararmos o modelo OSI e o modelo TCP IP iremos notar que eles t m semelhan as e diferen as Por exemplo Semelhan as e Ambos t m camadas e Ambos t m camadas de aplica o embora incluam servi os muito diferentes e Ambos t m camadas de transporte e de rede compar veis e A tecnologia de comuta o de pacotes e n o comuta o de circuitos presumida por ambos e Os profissionais de rede precisam conhecer ambos Diferen as e O TCP IP combina os aspectos das camadas de apresenta o e de sess o dentro da sua camada de aplica o e O TCP IP combina as camadas f sica e de enlace do OSI em uma camada e O TCP IP parece ser mais simples por ter menos camadas e Os protocolos TCP IP s o os padr es em torno dos quais a Internet se desenvolveu portanto o modelo TCP IP ganha credibilidade por causa do intenso uso dos seus protocolos Pelo contr rio geralmente as redes n o s o desenvolvidas de acordo com o modelo OSI embora ele seja usado como um guia Modelo TCP IP Modelo OSI Figura 6 4 3 Compara o entre os modelos OSI e TCP IP 149 6 4 7 Endere amento IP Um endere o IP representado por um n mero bin rio de 32 bits Os endere os IP s o expressos como n meros decimais com pontos divide se os 32 bits do endere o em quatro octetos um octeto um
224. m limites espec ficos O valor do ndice de refra o num determinado ponto proporcional distribui o de luz do campo pr ximo INTENSIDADE pm LUMINOSA D OPTICA DE ae ACOPLAMENTO pe x 0 g MISTURADOR DE 40005 FONTE DE LUZ i OA E ELIMINADOR DE MONOCROM TICA 50 LUZ NA CASCA DESLOCAMENTO LINEAR Figura 4 10 5 Medida da distribui o de luz no campo pr ximo 79 4 11 FONTES PTICAS 4 11 1 Tipos de Fontes pticas Para sistemas pticos encontramos dois tipos de fontes pticas fregiientemente utilizadas LED e LASER As principais caracter sticas diferenciadoras dessas duas fontes s o e Pot ncia luminosa os lasers oferecem maior pot ncia ptica se comparados com os leds o LED 7a 14dBm o LASER IdBm e Largura espectral os lasers tem largura espectral menor que os leds o que proporciona menor dispers o material F Diodo Laser e 1nm Pot ncia ptica Relativa Largura espectral do Led e do Laser Figura 4 11 1 Largura espectral do LED e do laser e Tipos e velocidades de modula o os lasers t m velocidade maior que os leds mas necessitam de circuitos complexos para manter uma boa linearidade e Acoplamento com a fibra ptica o feixe de luz emitido pelo laser mais concentrado que o emitido pelo led permitindo uma efici ncia de acoplamento maior 80 e Varia es com temperatura os lasers s o mais sens veis que os leds temper
225. m o objetivo de saber se a fibra ptica tem condi es de operar com a taxa de transmiss o especificada para o sistema 4 10 4 Teste de Abertura Num rica A abertura num rica um n mero que define a capacidade de capta o luminosa da fibra ptica e definida por AN nj n onde o ni o ndice de refra o do n cleo o m o ndice de refra o da casca a a ou ainda AN sen z onde Figura 4 10 3 Teste de abertura num rica Esta grandeza intrinseca pr pria fibra e definida na fabrica o onde tem maior import ncia Como a abertura num rica equivalente distribui o de luz do campo distante o teste mede a intensidade de luz desse campo 78 INTENSIDADE FONTE DE LUZ MISTURADOR DE MODOS 20 M NOCROM TICA E ELIMINADOR DE LUZ NA ja lt Rio DESLOCAMENTO 20 ANGULAR 1T a DE ACOPLAMENTO Figura 4 10 4 Medida da distribui o de luz no campo distante As medidas s o obtidas atrav s de um detector que percorre um deslocamento angular ou pela proje o do feixe de luz num anteparo graduado Desta maneira se obtem o ngulo de abertura do feixe luminoso 4 10 5 Teste de Perfil de ndice de Refra o Este teste tem maior import ncia na fase de fabrica o de fibras pticas N o existem limites para o perfil de ndice uma vez que qualquer imperfei o no mesmo implica numa diminui o da banda passante da fibra ptica esta sim co
226. m processo de aplica o sendo composta de um conjunto de ASE application service elements Figura 2 4 2 Blocos Funcionais 27 2 5 OPERA O PLESI CRONA Uma das dificuldades pr ticas da transmiss o por TDM o fato de que os multiplexadores trabalham com sinais gerados por equipamentos cuja taxa de transmiss o pode ser ligeiramente diferente chamados de sinais plesi cronos do grego plesio quase igual e para a ocorr ncia da multiplexa o essencial que todos os bits de entrada estejam sincronizados Desta forma antes da etapa de multiplexa o faz se necess rio o ajuste das taxas de transmiss o feito pela adi o de bits sem informa o denominados bits de justifica o No processo de demultiplexa o estes bits s o identificados e descartados regenerando o sinal original Este problema de sincroniza o ocorre em todos os n veis da hierarquia TDM de forma que em cada est gio h a adi o de bits de justifica o Por este motivo adotou se o nome de Hierarquia Digital Plesi crona PDH Plesiochronous Digital Hierarchy para esta linha de multiplexadores TDM A tabela 2 5 1 mostra a hierarquia PDH utilizada na Am rica do Norte e Europa O padr o PDH Europeu recomendado pelo ITU norma G 702 adotado na maior parte do mundo inclusive no Brasil Am rica do Norte 64 kbit s E 64 kbit s 1544 kbit s 2048 kbit s 6132 kbit s 8448 kbit s 32064 kbit s 34368 kbit s 97728 kbit s 139264 kb
227. m qualquer parte do mundo A topologia de uma rede telef nica ilustrada na figura abaixo 16 Figura 2 2 1 Topologia de uma rede telef nica 17 2 3 SINALIZA O NA REDE TELEF NICA Para que uma chamada seja estabelecida o sistema telef nico tem que receber do assinante o n mero completo a ser chamado estabelecer o caminho para a chamada e avisar ao assinante destinat rio que existe uma chamada para ele O sistema que cumpre estas fun es em uma rede telef nica chamado de sinaliza o Um exemplo de sinaliza o no estabelecimento de uma liga o ilustrado na figura abaixo Central Central B Assinante chamado 341 5679 Assinante chamador 3 Algarismo E E N E R q SPU pre TD Pa Enviar so PEE Sinaliza o ndee a Enviar PEER PERTRA Hiie qa algarismos 5 Algarnismo go P 8 registradores e Enviar pr ximo Algarismo a Enviar pr ximo Algarismo a Enviar pr ximo Algarismo a Assinante livre do n mero Algarismo go 341 5679 7 Algarsmo 9 Algarismo go o Tom de controle Corrente E EEE ai de chamada de toque ditas Sinal de linha de atendimento se Conversa o NE i ssinante pamana Sinal de linha de desligar desliga para frente Sinal de linha de desconex o Figura 2 3 1 Exemplo de sinaliza o 2 3 1 Sinaliza o Ac stica A sinaliza o ac stica transmitida pelos rg os da central de comuta o dire
228. mais not veis a primeira transmiss o de voz feita em 1880 por Graham Bell por meio de um feixe luminoso A fibra tica nada mais do que uma tecnologia na qual a luz transmitida ao longo da parte interna e flex vel da fibra de vidro ou pl stica que forma o n cleo das fibras Seu desenvolvimento teve uma evolu o muito r pida nos ltimos 30 anos Desde a d cada de 60 a atenua o foi reduzida de v rias ordens de grandeza a capacidade de transmiss o aumentada enormemente e as aplica es difundidas pelos mais diversos campos de utiliza o 61 4 2 ALGUMAS DEFINI ES IMPORTANTES 4 2 1 A luz como fen meno Duas teorias explicam atualmente a natureza da luz teoria corpuscular e a teoria ondulat ria A teoria ondulat ria define a luz como campos eletromagn ticos propagando se no espa o Explica fen menos como reflex o refra o difra o etc J a teoria corpuscular define a luz como pacotes de energia denominados f tons e explica fen menos como efeito Compton e o desvio de raios luminosos que passem perto de corpos celestes 4 2 2 ndice de Refra o E a grandeza que expressa a raz o entre a velocidade da luz no v cuo e a velocidade da luz no meio em que ela se propaga definida por n y onde e c a velocidade da luz no v cuo e v a velocidade da luz no meio em quest o Nas fibras pticas o ndice de refra o poder provocar dispers o do impulso luminoso limitando a
229. missores que possibilitam cobertura de estradas e rodovias o PCS projetado para mobilidades maiores do usu rio Isto geralmente requer mais c lulas transmissoras para cobrir a mesma rea mas tem a vantagem de existirem menos lugares n o cobertos Tecnicamente sistemas celulares nos EUA operam na faixa de frequ ncia de 824 849MHz o PCS opera na faixa de 1850 1990 MHz Diversas tecnologias s o usadas para PCS nos EUA incluindo TDMA CDMA e GSM Na Europa e em outros lugares o GSM mais utilizado Como se disse anteriormente PCN o nome que se d a este sistema na Europa e foi introduzido na Inglaterra O padr o tem o nome de DCS 1800 e tem as caracter sticas do GSM Opera com uma pot ncia de transmiss o menor e com as mesmas bandas de uplink e downlink que o GSM As c lulas podem ter diferentes tamanhos picoc lulas s o mais usadas em ambientes fechados microc lulas s o usadas em reas rurais e para cobrir estradas e rodovias C lulas menores utilizam menos pot ncia para transmiss o e permitem maior reutiliza o de frequ ncias A arquitetura poderia ser celular mista no caso de descontinuidade no processo de handoff e isso consiste em que essas micro e picoc lulas estariam dentro de uma c lula convencional Ent o no caso de defeito no sistema a c lula convencional assumiria o processamento T3 Comunica es Pessoais Universais UPT UPT um conceito de servi o que utiliza as capacidades das IN s intel
230. mo caminho dos canais de udio Entretanto para aproveitar a rede instalada o SS 7 padronizou a utiliza o de canais de sinaliza o com taxa de 64kbit s de forma que este canal possa ser um dos canais de um tronco digital de 2Mbit s transportando informa es de sinaliza o referentes aos canais de udio mesmo daqueles que n o estiverem presentes no mesmo tronco digital O canal de sinaliza o pode ocupar qualquer um dos canais do tronco digital exceto o canal 0 zero que transporta informa o de sincronismo Normalmente utilizado o canal 16 mas ele n o precisa necessariamente ser utilizado como canal de sinaliza o ou seja caso exista mais de um tronco de 2Mbit s operando entre duas centrais a sinaliza o poder utilizar um canal de um dos troncos e transmitir informa es de todos os canais de udio de todos os troncos Quando as mensagens entre duas centrais s o transportadas em uma rota de sinaliza o que consiste de um enlace direto entre duas centrais a sinaliza o dita de Modo Associado Se a rota de sinaliza o entre as duas centrais composta por mais de um enlace de sinaliza o SL Signaling Link ela dita Modo N o Associado Neste caso um ou mais pontos de transfer ncia de sinaliza o STP s o usados para a transfer ncia do tr fego de sinaliza o 24 2 4 1 Arquitetura da Rede Na rede de SS 7 os sinais s o transferidos utilizando a comuta o de pacotes isto as
231. mo um endere o para qualquer dispositivo que esteja ligado a ela 152 Se voc quisesse enviar dados a todos os dispositivos em uma rede voc precisaria usar o endere o de broadcast Um broadcast acontece quando uma origem envia dados a todos os dispositivos em uma rede Para assegurar que todos os dispositivos na rede v o perceber esse broadcast a origem deve usar um endere o IP de destino que todos eles possam reconhecer e recolher Os endere os IP de broadcast terminam com Is bin rios na parte do host do endere o campo do host Para a rede do exemplo 176 10 0 0 onde os ltimos 16 bits formam o campo do host ou parte do host do endere o o broadcast que seria enviado a todos os dispositivos na rede incluiria um endere o de destino 176 10 255 255 j que 255 o valor decimal de um octeto que cont m 11111111 importante entender o significado da parte de rede de um endere o IP a ZD de rede Os hosts em uma rede podem apenas se comunicar diretamente com os dispositivos que tenham a mesma ID de rede Pode ser que eles compartilhem o mesmo segmento f sico mas se eles tiverem n meros de redes diferentes eles normalmente n o poder o se comunicar um com o outro a menos que haja outro dispositivo que possa fazer uma conex o entre as redes Endere amento de Sub redes Os administradores de rede s vezes precisam dividir as redes especialmente as grandes em redes menores Essas divis es menores s o chamada
232. n o do aumento de perdas comprovando o fato do codec ILBC ser mais robusto em ambientes cr ticos Isto ocorre devido ao fato de que os quadros gerados por este codec serem independentes entre si n o necessitando do quadro anterior para reconstruir o sinal original 212 6 8 5 Par metros de qualidade de servi o A transmiss o de voz por pacotes em tempo real deve satisfazer alguns requisitos tais como garantir um atraso m ximo para cada pacote uma varia o m xima do atraso dos pacotes e uma taxa m xima de perda de pacotes Dentre estes par metros o atraso o que mais contribui para a perda da interatividade da conversa o Na tabela 6 8 3 s o apresentados alguns valores de toler ncia ao atraso recomendados pelo ITU T O atraso total dado pelos atrasos de codifica o e decodifica o de gera o de pacotes de propaga o e de espera em filas O atraso de espera em filas considera n o apenas as filas dos roteadores mas tamb m as filas dos buffers dos receptores Na Internet o atraso devido espera em filas representa a maior parte do atraso total quando a rede est congestionada Atraso da voz At 150ms Aceit vel com boa interatividade 150ms 400ms Aceit vel mas o usu rio j percebe alguma perda de interatividade Acima de 400ms Inaceit vel com perda de interatividade Tabela 6 8 3 Toler ncia ao atraso Ao contr rio do tr fego de dados o tr fego de voz admite a ocorr ncia de perdas
233. nchronous Digital Hierarchy J no caso da multiplexa o estat stica do ATM obtem se uma melhor utiliza o da banda pois a esta o s transmite quando tem necessidade ou seja utiliza o meio f sico sob demanda Adiante ser visto com mais detalhe mas vale a pena ressaltar que o ATM utiliza uma camada inferior s ncrona PDH SDH C lulas Assim ele consegue uma melhor utiliza o do meio f sico com os mesmos recursos utilizados atualmente somente baseando se numa melhor forma de multiplexa o estat stica Isso quer dizer que o fluxo de c lulas embaixo do ATM constante sendo elas utilizadas ou n o 6 5 2 A Camada F sica A camada f sica tem as seguintes fun es adapta o ou mapeamento do quadro de transmiss o dissocia o das taxas de c lulas gera o e verifica o do HEC Header Error Control delimita o de c lulas e a transmiss o pelo meio f sico A seguir alguns desses tens ser o analisados com detalhes Adapta o ou mapeamento do quadro de transmiss o Para que a transmiss o seja efetuada deve haver um mapeamento do formato de quadro SDH PDH C lulas para a taxa de transmiss o do meio f sico vista no item anterior Assim pode se dizer que sobre a taxa de transmiss o do meio f sico STMI STMA4 El E3 Cell Based e assim por diante necess rio um formato de quadro para organizar a informa o A figura a seguir mostra as alternativas poss veis de mapeame
234. ncial ou MFC multifrequencial compelida As centrais CPA modernas adotam apenas a sinaliza o MFC Sinaliza o MFC Utiliza se o nome sinaliza o compelida pois na sinaliza o MFC cada sinal enviado compele o registrador de destino a emitir um sinal de volta caso contr rio a liga o interrompida Assim a dura o de um sinal determinada pela recep o de outro sinal enviado no sentido oposto como resposta ao primeiro Por exemplo um sinal para frente 21 permanece sendo emitido enquanto n o recebido em contrapartida um sinal para tr s ou n o limitado por um temporizador fem Er 2 3 4 5 6 7 8 9 gt pa 1020 e 1140 900 e 1140 900 e 1020 780 e 1140 780 e 1020 780 e 900 660 e 1140 660 e 1020 660 e 900 660 e 780 540 e 1140 540 e 1020 540 e 900 540 e 780 540 e 660 Algarismo 1 Algarismo 2 Algarismo 3 Algarismo 4 Algarismo 5 Algarismo 6 Algarismo 7 Algarismo 8 Algarismo 9 Algarismo 0 Inser o de semi supressor de eco na origem Pedido recusado ou indica o de tr nsito internacional Acesso a equipamento de teste Inser o de semi supressor de eco ou indica o de tr nsito internacional Fim de n mero ou indica o de que a chamada cursou enlace via sat lite Assinante comum Assinante tarifa o imediata Equipamento de teste Telefone p blico Mesa operadora Equipamento de transmiss o de dados Telefone p blico interurba
235. nd Telegraph por 100 000 mas a empresa recusou E ent o em julho de 1877 ele e seus parceiros fundaram sua pr pria companhia que antecedeu a atual gigante global das telecomunica es a Companhia Americana de Telefone e Tel grafo American Telephone and Telegraph Company AT amp T O telefone tornou se um enorme sucesso econ mico e a AT amp T uma das maiores e melhores companhias mundiais Em 1879 Bell e sua esposa venderam aproximadamente 15 das a es de sua companhia telef nica Aparentemente eles n o perceberam os lucros fant sticos que a companhia iria gerar porque sete meses depois eles j haviam vendido a maioria de suas a es ao pre o m dio de 250 d lares por a o Em novembro cada a o da empresa estava sendo vendida ao pre o de 1000 Apesar de terem vendido sua participa o a um pre o historicamente baixo em 1883 Bell e sua esposa j haviam lucrado por volta de 1 milh o de d lares Devemos lembrar que naquela poca esta quantia representava muito mais do que vale hoje Apesar de ter se tornado rico com sua inven o Bell nunca parou de conduzir pesquisas e foi capaz de inventar outros aparelhos teis Ele tinha interesses diversos em suas pesquisas mas sua principal preocupa o era a cura da surdez provavelmente porque sua esposa sofria deste problema O casal Graham teve dois filhos e duas filhas mas infelizmente ambos os meninos morreram enquanto crian as As contribui es de Bel
236. ndido e o comum que o primeiro da fila atendido ou de uma maneira mais ampla o primeiro a chegar o primeiro a ser atendido em ingl s diz se FIFO First in First Out Outras disciplinas podem existir tais como ltimo a chegar o primeiro a ser atendido em ingl s LIFO Last in First Out servi o por ordem de prioridade servi o rand mico etc Tamanho M dio da Fila Esta a caracter stica que mais consideramos ao nos defrontarmos com a op o de escolher uma fila O ideal a situa o de chegar e ser atendido imediatamente fila zero Quando a fila de um tamanho razo vel intuitivamente sabemos que o tempo de espera na fila ser longo O tamanho da fila n o constante e quando os ritmos de chegada e de atendimento s o constantes o tamanho da fila oscila em torno de um valor m dio Tamanho M ximo da Fila Quando os clientes devem esperar alguma rea de espera deve existir por exemplo uma determinada quantidade de um buffer de mem ria Observa se na vida real que os sistemas existentes s o dimensionados para uma certa quantidade m xima de clientes em espera sendo este dimensionamento geralmente feito com base em uma experi ncia real Quando existe um crescimento na demanda se faz 261 uma amplia o tamb m baseada na experi ncia com o manuseio do referido sistema Observam se tamb m casos em que um novo cliente que chega pode ser recusado devendo tentar novamente em um ou
237. ndo a 16 Kbits s Os canais B podem ser combinados para garantir velocidade de acesso de 128 Kbps Um BRI oferece uma taxa l quida de 144 Kbps 2B D num circuito a dois fios utilizando t cnicas de comunica o em banda base modo duplex por meio de cancelamento de eco A companhia telef nica que oferece o servi o fornece um equipamento chamado NT Network terminator Todos os equipamentos ISDN devem ser conectados ao NT Os equipamentos convencionais podem ser conectados a RDSI atrav s de um TA Terminal Adapter mas a conex o atrav s destes continua sendo anal gica O acesso prim rio PRI Primary Rate Interface destinado a sistemas de maior tr fego composto por trinta canais tipo B de 64 Kbps no padr o europeu ou 23 canais tipo B nos Estados Unidos e um tipo D de 64 Kbps Nesse caso a combina o dos trinta canais de transmiss o de dados garante uma taxa de at 2 Mbps E1 numa conex o a quatro fios A linha RDSI conectada a um PABX digital quando a empresa deseja utilizar a linha para voz ou a um equipamento tipo RAS Remote Access Server para a transmiss o de dados Aplica es Videoconfer ncia Transfer ncia de arquivos Interliga o de Redes Locais de computadores Acesso remoto base de dados Acesso Internet etc 39 2 10 4 Configura es de Acesso RDSI A montagem t pica para a interliga o de usu rios RDSI caracterizada pelos seguintes conceitos
238. ndo o de MEJU NCIA S sanno E iai 217 7 2 3 M todos de acesso m ltiplo sesnnsssseesseeseeseesseesesessseessesrsseessessessessesereensseessse 218 Tas REDE DE TELEFONIA CELULAR ando epa aaa a a Sae 219 Taaak Partes meor Antes DERRAME RR PRENDE O RR DER PR 219 T32 FUNG OES CATACTEIS TICAS tosa insasbsauiar tar ienen eE ENEE 220 7 3 3 Projeto de sistemas celulaTeS sssisssisseorecsrssncscsoensirsiviscscrserssorsrinssscivsseisevssesser 221 7 4 EVOLU O DO SISTEMA CELULAR ana SG ada Gas sad 222 7 5 PADR ES DE TELEFONIA M VEL CELULAR esessaesesesesas 223 To LAMP Sirna E E di 223 TGS M aE A E O ANE T 224 To y CDMA ui E N R 237 TO OPFDM ocsi aa bb aid 241 Tl ROCC Oo fa SO T 241 nO 2 Modelar em do M ltipPercUrS Osise a S 241 KG Muluportador RR PR RR e R TRE 242 e T E E E E E A AA A EATA ONEA 245 TEX OFDM Digna benscnenesradenn nea gddi a hai 246 7 6 6 Aplica s Pr tiCcaSoccuciieiesiicerecnteierieieiediiteror ietie enine inii ai eniai 248 vii 7 7 COMUNICA ES PESSOAIS E SISTEMAS DE TERCEIRA GERA O 249 a RA NO o qo qa cao O A q A E a 249 7 7 2 A rede e servi os de comunica es pessoais PCN e PCS 249 Told Comunica es Pessoais Universais UIP Daiane aaisaiadtainaiminiad iii asas uia 250 Wal dh Sistemas le to ROCA DORA O proraniiacosuirsinsrada puro iaaa iasa E EAA ta gnu dana nte sa e 252 Tales O EO eai e a a 256 PE NO pose O 6 o MRS ND CR RE do PRE e DAS RR DER O
239. net no PoP Ethernet na Cidade Figura 4 12 1 Ethernet ptica Ethernet ptica o nome dado ao padr o IEEE 802 3ae que suporta a extens o do IEEE 802 3 para taxas de at 10 Gbit s em redes locais metropolitanas e de longas dist ncias LANs MANs WANs empregando o m todo de acesso compartilhado aos meios de transmiss o tipo CSMA CD e o protocolo e o formato de quadro 802 3 do IEEE Ethernet para a transmiss o de dados A Ethernet atual percorreu um longo caminho desde que foi primeiramente implementada nos anos 1970s onde funcionou originalmente sobre um cabo coaxial espesso e forneceu aos usu rios uma conex o compartilhada da largura de faixa de 10 Mbit s A Ethernet logo progrediu e passou a funcionar sobre um par tran ado met lico oferecendo conex es dedicadas de 10 Mbit s usando comuta o Hoje a Ethernet comutada permite conex es dedicadas de 100 Mbit s ao computador com troncos de 1 Gbit s e dentro de alguns anos os peritos da ind stria predizem 1 Gbit s ao computador com troncos de 10 Gbit s Em aproximadamente trinta anos de exist ncia a Ethernet tornou se onipresente uma tecnologia plug and play amplamente padronizada que usada em mais de noventa por cento das redes locais LANs corporativas A Ethernet alcan ou este n vel de aceita o porque simples de usar barata e provou seu valor 86 Tecnologia de Redes Ano 2000 Ethernet Total 10 Mbit s Fast E Gigabit E 91 wireless LAN 6
240. nex o Este servi o pode ser descrito da seguinte forma e request CONEX O solicita o estabelecimento de uma conex o e indication CONEX O informa parte chamada e response CONEX O entidade chamada aceita ou rejeita chamadas e confirmation CONEX O indica ao solicitante se a chamada foi aceita e request DADOS solicita a transmiss o de dados e indication DADOS avisa sobre a chegada de dados 136 e request DESCONEX O solicita que a conex o seja liberada e indication DESCONEX O informa ao parceiro sobre o pedido Um exemplo muito did tico a analogia com o sistema telef nico Por exemplo voc liga para uma pessoa e a convida para sair e request CONEX O voc disca o telefone da pessoa e indication CONEX O o telefone dela toca e response CONEX O ela atende o telefone e confirmation CONEX O voc ouve o sinal de chamada parar de tocar e request DADOS voc convida a pessoa para sair e indication DADOS ela ouve seu convite e request DADOS ela responde que sim e indication DADOS voc ouve a aceita o dela e request DESCONEX O voc desliga o telefone e indication DESCONEX O ela ouve e desliga tamb m Camada N Usu rio Camada N 1 Camada N 1 Usu rio B Camada N Figura 6 3 6 Diagrama de Tempo da Conversa o Telef nica A camada N o usu rio ou seja voc e a pessoa com quem est falando A camada N 1 a operadora do
241. no Comunica o de dados servi o internacional Assinante com prioridade servi o internacional Telefonista com facilidades de transfer ncia servi o internacional Assinante com facilidade de transfer ncia Reserva Reserva Reserva Reserva Tabela 2 3 2 Sinais para frente Os sinais MFC s o formados por combina es de duas frequ ncias dentre dois blocos de seis resultando em 15 combina es poss veis para cada bloco sinais para frente e para tr s Como a faixa de frequ ncias vocais estende se de 300 a 3400 Hz e os extremos desta faixa s o um pouco mais atenuados que o restante escolheu se a refer ncia de 1260 Hz a partir da qual s o alocadas as fregii ncias com espa amento de 120 Hz As frequ ncias maiores que 1260 Hz s o utilizadas pelos sinais para frente e as menores pelos sinais para tr s Efe 1020 e 1140 900 e 1140 900 e 1020 780 e 1140 780 e 1020 Lv A U N Enviar o pr ximo algarismo Enviar o primeiro algarismo Passar para o grupo B Congestionamento Enviar categoria e identidade do chamador Assinante livre com tarifa o Assinante ocupado Assinante com n mero mudado Congestionamento Assinante livre sem tarifa o do chamador 22 780 e 900 Reserva Assinante livre com tarifa o e reten o sob o o controle do assinante chamado 7 660 e 1140 Enviar o algarismo N 2 N mero vago 8 660 e 1020 Enviar o algarismo N 3 Assinante com defeito 9
242. no obriga as companhias provedoras de acesso a procurarem novos servi os para incrementar suas receitas Nesse contexto a engenharia de tr fego emerge como uma considera o de maior import ncia no desenho e opera o de grandes redes p blicas de Internet Entretanto os protocolos de roteamento cl ssicos da Internet impedem a realiza o de pol ticas avan adas de engenharia de tr fego em redes IP legadas O advento do MPLS Multi protocol label switching acena com a possibilidade de atender a algumas dessas necessidades Neste item apresenta se a tecnologia em que se baseia o MPLS incluindo suas capacidades e limita es Desta forma pretende se munir o leitor de informa es necess rias formula o de conclus es racionais sobre as poss veis aplica es de MPLS bem como suas limita es e futuro mercadol gico 6 7 1 Surgimento Evolu o e reas de aplica o O MPLS foi inicialmente concebido para acelerar a expedi o de pacotes em roteadores legados baseados em software mas acabou resultando em importantes avan os na tecnologia de plano de controle IP engenharia de tr fego redes privadas virtuais VPNs e gerenciamento de conex es em redes ticas Quando o MPLS combinado com servi os diferenciados e roteamento baseado em restri es diversos tipos de Qualidade de Servi o QoS podem ser implementados em redes IP O principal conceito de arquitetura que suporta o MPLS a separa o clara do plano
243. nos ou seja que seguem a distribui o de Poisson ou a exponencial negativa com um nico atendente Consideraremos os casos em que temos a popula o infinita e finita A figura abaixo mostra uma representa o da fila para o modelo M M 1 O ret ngulo tracejado representa o sistema e o quadrado representa o cliente sendo atendido Figura A 7 1 Representa o do modelo M M 1 A 7 1 O Modelo M M 1 com Popula o Infinita Inicialmente consideramos que a popula o que fornece clientes infinita Neste caso temos as seguintes rela es N mero m dio de clientes na fila N mero m dio de clientes no sistema NS A 26 Tempo m dio que o cliente fica na fila A TF ESA A 27 e Tempo m dio que o cliente fica no sistema 276 TS A 28 MATA r h Na A 29 Taxa de utiliza o p E A 30 F Como j vimos em sistemas est veis temos gt A oup lt 1 Quando p tende a 1 a fila tende a aumentar infinitamente como mostra a seguinte rela o A p DES A op aa A figura a seguir mostra a rela o entre NF e p onde percebemos que o crescimento de NF exponencial o que implica em crescimento nos tempos do cliente na fila TF e no sistema TS importante observar que se o sistema est saturado p pr ximo de 1 poss vel reduzir a fila dobrando a capacidade de atendimento o que faz com que p neste caso fique menor que 0 5 NF Tara d
244. nota es da tabela acima foram feitas 120 chamadas telef nicas o que nos fornece 2 chamadas minuto Quando trabalhamos com dados tais como os acima devemos nos valer da Estat stica para analis los corretamente pois desejamos conhecer n o apenas o valor m dio o valor m nimo e o valor m ximo como tamb m desejamos saber como os valores se distribuem em torno da m dia Para efetuar uma an lise estat stica destes dados devemos come ar agrupando os como por exemplo na tabela abaixo Observe que a coluna fregii ncia relativa 269 permite uma an lise mais adequada dos dados do que a coluna fregii ncia absoluta Por exemplo vemos que a frequ ncia absoluta da ocorr ncia de 3 chamadas telef nicas foi de 9 No entanto essa informa o ainda necessita da considera o de que foram 9 ocorr ncias de tr s chamadas em um minuto em 60 amostras No entanto usando a frequ ncia relativa podemos afirmar que em 15 das amostras houve a ocorr ncia de tr s chamadas telef nicas em um minuto O que uma informa o mais completa do ponto de vista estat stico Caso o experimento pudesse ser realizado um n mero infinito de vezes a frequ ncia relativa iria tender para a probabilidade da ocorr ncia de tr s chamadas telef nicas em um minuto Ritmo Freqii ncia Absoluta Freqii ncia Relativa 0 9 0 150 1 17 0 283 2 17 0 283 3 9 0 150 4 4 0 066 5 1 0 017 6 1 0 017 7 1 0 017 8 1 0 017 9 0 0 10 0 0 Tabela A 4 2 Ritmo
245. nova gera o As mesmas interfaces ethernet fast ethernet e at mesmo giga ethernet ser o oferecidas como interfaces de rede de acesso por meio da implementa o das estruturas de SDH NG que poder o servir tamb m para o tr fego legado Frame Relay ATM TDM etc O SDH de nova gera o ter suporte dos an is de fibra ptica de acesso Da mesma forma o objetivo b sico de prover maior flexibilidade e menores custos aos clientes As redes metro ethernet sobre fibra ptica e as redes SDH de nova gera o ser o complementares na presta o de servi os baseados em interface ethernet para os usu rios finais 4 14 3 Metro Ethernet As interfaces ethernet e fast ethernet bem conhecidas dentro dos ambientes dos usu rios e at mesmo interfaces giga ethernet ser o oferecidas nas novas redes de acesso diretamente suportadas na vasta rede de fibras pticas da Embratel O objetivo atender ao crescente tr fego IP das corpora es possibilitando maior flexibilidade e menores custos para os clientes Facilidades como varia o de banda por demanda e autoprovisionamento s o algumas das fun es poss veis nessas novas redes 103 Planejamento do Sistema Telef nico 5 1 PROCESSO DE PLANEJAMENTO O processo de planejamento altamente influenciado por informa es externas tanto em rela o demanda por servi os como de natureza econ mica Este processo pode ser dividido em tr s fases principais e Pro
246. nto de servi os escolhidos por menu pelo usu rio UPT na provis o do servi o e Seguran a de acesso e localiza o confidencial atrav s de autentica o e verifica o do usu rio Arquitetura de refr ncia Realiza o f sica Coser Processamento b sico de chamada f Interfaces INAP h Home Local Figura 7 7 1 Arquitetura funcional e poss vel implementa o para UPT O servi o UPT est sendo especificado em fases O conjunto de servi os UPT n mero um UPT SS1 foi padronizado pelo ITU T como recomenda o F 851 que suporta telefonia 251 sobre redes PSTN ISDN e PLMN junto com um conjunto de caracter sticas essenciais e opcionais para mobilidade pessoal O ITU T desenvolveu tamb m uma arquitetura funcional para UPT baseada na arquitetura para IN Estas especifica es de interface se baseiam no protocolo de aplica o IN INAP A arquitetura funcional UPT apresentada na Figura 7 11 junto com uma poss vel implementa o f sica 7 7 4 Sistemas de terceira gera o FPLMTS O padr o FPLMTS Future Public Land Mobile Telecommunications que vem sendo desenvolvido pelo ITU T e pelo ITU R tem como intuito formar a base para a terceira gera o de sistemas sem fio que pode acabar com a incompatibilidade que existe atualmente entre os diversos sistemas m veis e consolid los em uma infraestrutura de rede e de r dio homog nea capaz de oferecer um vasto conjunto de servi os de tele
247. nto no protocolo ATM 158 ATM Mapcamentos do ATM E cano Nite SDH PDH C lulas Figura 6 5 3 Mapeamento do quadro de transmiss o Pode se demonstrar que independentemente do mapeamento a taxa de bits sempre a mesma ou seja o overhead constante nos v rios mapeamentos Exemplificando com o SDH temos a seguinte figura header payload 2340 bytes 90 bytes 125 us Figura 6 5 4 Exemplificando com o SDH 2340 90 2430 bytes Taxa total de tx 2430 bytes em 125 us 19440 bits em 125us 155 52 Mbps Taxa de payload 2340 bytes em 125 us 18720 bits em 125 us 149 76 Mbps Al m do overhead do STM deve se considerar o overhead da c lula que possui 5 bytes de header e 48 bytes de payload Assim tem se que a taxa til de transmiss o Taxa til de transmiss o 48 53 x 149 76 Mbps 135 631698 Mbps C lulas de informa o s 135 631698 Mbps 48 x 8 bits 353 208 c lulas por segundo 159 Dissocia o das taxas de c lulas Como j foi dito temos uma transmiss o ass ncrona sobre um meio s ncrono Dessa forma caso a camada de cima n o tenha informa es a transmitir a taxa de c lulas no meio f sico deve permanecer constante fun o da camada f sica inserir na origem e retirar no destino c lulas idle quando o ATM n o fornece c lulas teis para transmiss o A figura a seguir ilustra o que foi dito Desacoplamento de Taxa Sincrono C lulas C lulas Insere
248. ntrada e sa da Por exemplo em um pedido de conex o os par metros podem especificar a m quina qual se deseja conectar o tipo de 135 servi o desejado e o tamanho m ximo de mensagem a ser utilizada Os par metros em uma aceita o de conex o podem conter a identidade do solicitante o tipo de servi o e o tamanho m ximo de mensagem proposto Quem cuida dos detalhes desta negocia o o protocolo Por exemplo caso duas propostas para o tamanho m ximo das mensagens trocadas seja conflitante o protocolo deve decidir qual das duas ser aceita Os servi os prestados podem ser basicamente de dois tipos confirmado e n o confirmado No servi o confirmado h um pedido uma indica o uma resposta e uma confirma o J no servi o n o confirmado h apenas um pedido e uma indica o Um exemplo de um servi o confirmado o estabelecimento de uma conex o enquanto que a desconex o um servi o n o confirmado Vejamos o exemplo de um servi o de conex o na figura 6 3 5 TCONNECT request CR T CONNECT ind cation T CONNECT response CC e T CONNECT comfirmaio go DATA SEND reouest CR Comecton Request e DSR CC Comection Confirmation Re DR Disconnect Request DC Disconnect Confirmation DSI DSR DataS end Request D TA S END ndicanon lag DSI Data Send Indication T DISCONNEC T request DR Man T DISCONNEC T indication DC ee Figura 6 3 5 Diagrama de Tempo de Estabelecimento de Co
249. nua o desprez vel esta a segunda medida De posse das duas medidas calcula se a atenua o por A 10 log dB e 76 ATENUA O ESPECTRAL T PICA PARA FIBRAS MULTIMODO GRADUAL FABRICADAS POR MCVD Figura 4 10 1 Atenua o espectral t pica para fibras multimodo gradual fabricadas por mcvd 4 10 2 Teste de Atenua o de Inser o Este teste mais apropriado para situa es de campo e mede a atenua o da fibra ptica apenas num comprimento de onda Normalmente mede se no comprimento de onda em que o sistema opera O teste utiliza dois instrumentos port teis o medidor de pot ncia e a fonte de luz O teste divide se em duas etapas na primeira efetuada uma calibra o dos dois instrumentos para conhecermos a pot ncia de luz que ser lan ada na fibra ptica Na segunda efetuada a medida de pot ncia ap s a luz percorrer toda a fibra ptica A diferen a entre as duas ser o valor de atenua o FONTE DE MODE a FIBRA DE REFER NCIA MEDIDOR LI LUZ OPTICO SCRAMBLER MONTAGEM PARA A PRIMEIRA MEDIDA FONTE DE n d j MEDIDOR Luz SCRAMBLER FIBRA OPTICA SOB TESTE PTICO MONTAGEM PARA A SEGUNDA MEDIDA Figura 4 10 2 Teste para atenua o de inser o IT 4 10 3 Teste de Largura de Banda Este teste determina a m xima velocidade de transmiss o de sinais que uma fibra ptica pode ter ou seja mede a capacidade de resposta da fibra ptica O teste realizado co
250. nuir o atraso do pacote no entanto se ele for muito pequeno em rela o m dia da varia o do atraso muitos pacotes ser o descartados Por outro lado quanto maior for o tamanho do buffer a fim de minimizar o descarte de pacotes maior ser o atraso do pacote Desta maneira necess ria a utiliza o de mecanismos adaptativos de armazenamento de voz nos quais o tamanho do buffer varia de acordo com o atraso a varia o do atraso e a taxa de perda 215 Telefonia M vel Celular 7 1 INTRODU O TELEFONIA M VEL CELULAR 7 1 1 Conceito de sistema m vel celular Define se um sistema de telefonia m vel como uma rede de comunica es por r dio que permite mobilidade cont nua O sistema celular difere do m vel convencional na medida em que divide a rea de cobertura em v rias regi es menores chamadas c lulas a fim de diminuir a pot ncia transmitida e reutilizar bandas de frequ ncia em outras c lulas em geral n o colindantes 7 2 DESCRI O DO SISTEMA CELULAR A divis o em c lulas criada pela Bell Labs em 1947 alavancou os sistemas de telefonia m vel Se todo o tr fego ficasse concentrado em uma nica esta o central o consumo de pot ncia tanto dessa esta o central quanto dos terminais m veis seria bem maior Al m disso a capacidade de processamento da esta o central teria que ser muito grande de forma que se pudesse lidar com as v rias liga es simult neas 7 2 1 Estrutur
251. o tarifa o e configura o da central e Medi o de tr fego com resultados dos ltimos 15 minutos da hora de medi o da HMM hora de maior movimento da central e de grupos de rg os das ltimas 24 horas e Emiss o de relat rios por rg os e grupo de rg os e Emiss o de relat rios de supervis o de tr fego de densidade de chamadas e de tr fego por assinantes e Relat rio configur vel para registro de dados de at 2 000 chamadas Em termos de manuten o as principais caracter sticas s o e Detec o e localiza o de falhas de processadores placas de terminais e fontes de alimenta o e Sinaliza o espont nea de falhas de processadores placas de terminais e fontes de alimenta o e Chamada de teste dirigida e Gera o de chamada no circuito de linha do assinante As principais caracter sticas de supervis o s o 59 Supervis o de desempenho dos rg os e grupos de rg os da central Relat rio de desempenho exce o e resumo de exce o Bloqueio autom tico dos rg os com quantidades sucessivas de ocupa es ineficientes Supervis o da qualidade de transmiss o Supervis o de temporiza es Supervis o de telefone p blico Supervis o de chamada maliciosa Registro de chamadas para tarifa o 60 Comunica es Opticas 4 1 INTRODU O A id ia de transmitir informa es por meio de sinais luminosos n o recente Relata se como um dos feitos
252. o um interesse muito reduzido O significado do telefone em termos de mudan a n o tinha sido ainda captado pela sociedade Tanto verdade que a maioria das empresas de telefonia sofria problemas para tornar seus neg cios rent veis Era comum a companhia pedir a um cidad o para aceitar em sua casa gratuitamente a t tulo de experi ncia um aparelho telef nico Tamb m era comum que este fosse devolvido imediatamente ap s o menor acidente uma chamada recebida tarde da noite por exemplo No entanto este n o um privil gio do telefone Muitas inven es que hoje nos parecem fundamentais j sofreram com isso mas como o s culo XX caracterizou se pela capacidade de criar necessidades Em poucos anos o telefone foi ganhando prest gio difundido pelas v rias regi es do pa s Enfim tornou se uma necessidade e hoje todos sabemos o telefone para muitas pessoas realmente necess rio e para institui es como bancos empresas etc um recurso sem o qual se tornaria simplesmente imposs vel operar seus servi os Isso muito curioso no que se refere aos primeiros anos do telefone a forma como vai se incorporando vida dos homens tornando se parte do seu mundo mesclando se a suas atividades e tomando seu espa o at tornar se o servi o imprescind vel que hoje 1 1 4 Rumos do Invento e de seu Inventor Alexander Graham Bell ofereceu a venda de sua inven o para a companhia Western Union a
253. o ao operador 57 3 9 CARACTER TICAS DA CENTRAL TR PICO RA A central tr pico RA uma central digital com tecnologia CPA t 100 nacional desenvolvida no CPgP da Telebr s em parceria com tr s fabricantes Promon STc e Alcatel As principais caracter sticas dessa central s o e Comuta o temporal com convers o de sinais anal gico digital e digital anal gico ao n vel de terminais e Controle distribu do e descentralizado e Participa o de carga sem troca de mensagens de atualiza o entre processadores e Degrada o suave em caso de falhas e Estrutura de voz sinaliza o e sincronismo independentes e Redund ncia ativa nas fun es de comuta o sinaliza o e distribui o de sincronismo e Sincronismo mestre escravo e Padroniza es de interfaces e Alto grau de modularidade e expans o e Alta capacidade para absor o de evolu es tecnol gicas e Bilhetagem A central possui capacidade para 32 000 assinantes 3 600 Erl de tr fego comutado 680 000 chamadas por hora 5 460 rotas 31 200 juntores e 1 024 processadores Em termos de encaminhamento de chamada h cinco planos de encaminhamento marca o de origem intercepta o autom tica encaminhamento para m quina anunciadora centralizada e conex o semipermanente Os seguintes servi os suplementares s o oferecidos Discagem abreviada Linha direta hot line Linha executiva Restri o de chamadas originadas Controle de res
254. o de grandes reas geogr ficas elas tornaram poss vel a comunica o entre empresas a grandes dist ncias 6 1 3 Equipamentos de redes de computadores Antes de nos aprofundarmos no estudo de redes faz se necess ria a apresenta o dos equipamentos b sicos de rede que possibilitam a conex o entre os elementos da mesma As redes locais LANs consistem em computadores placas de rede meios de rede dispositivos de controle de tr fego de rede e dispositivos perif ricos As LANs permitem que as empresas que usam a tecnologia da computa o compartilhem de modo eficaz itens como arquivos e impressoras e usem meios de comunica o como correio eletr nico Elas re nem dados comunica es computa o e servidores de arquivos As LANSs s o projetadas para executar as seguintes a es e Operar dentro de uma rea geogr fica limitada e Permitir que muitos usu rios acessem meios de grande largura de banda e Fornecer conectividade ininterrupta aos servi os locais e Conectar dispositivos fisicamente adjacentes Hub A finalidade de um hub gerar os sinais da rede novamente e os retemporizar Isso feito no n vel de bit para um grande n mero de hosts por exemplo 4 8 ou mesmo 24 usando um processo conhecido como concentra o Voc vai observar que essa defini o muito similar a dos repetidores e por essa raz o um hub tamb m conhecido como repetidor multiportas A diferen a o n mero de cabos
255. o no lugar do pacote perdido recomend vel que o sinal repetido seja desvanecido para garantir uma melhor qualidade A interpola o utiliza informa es dos pacotes vizinhos ao pacote perdido para reconstru lo A interpola o utilizando caracter sticas da forma de onda dos sons anteriores e posteriores perda apresenta um melhor desempenho que as t cnicas de substitui o por sil ncio e de repeti o Pode se utilizar tamb m os pacotes vizinhos para tentar prever o pacote perdido tendo em vista que a voz apresenta uma grande auto correla o Por fim na intercala o os quadros de voz s o rearrumados nos pacotes de maneira que quadros consecutivos n o sejam enviados em um mesmo pacote Estes quadros devem ser ordenados no receptor antes de serem reproduzidos Desta maneira a perda de um pacote significa a perda de alguns quadros espa ados tornando se mais toler vel ao ouvido humano O maior problema desta t cnica o acr scimo de atraso pois a fonte deve gerar n pacotes que ser o rearrumados antes da transmiss o Tamb m existem t cnicas de recupera o de perdas ditas de corre o direta ou autom tica Forward Error Correction FEC as t cnicas de recupera o por retransmiss o Automatic Repeat Request ARQ e as t cnicas mistas FEC ARQ ou ARQ FEC As t cnicas de recupera o de perdas por retransmiss o e mista s o baseadas na retransmiss o dos pacotes perdidos fazendo com que estas t cnicas n o
256. objetivo o processamento de tarefas distribu das 129 pela rede de forma harm nica e cooperativa entre os v rios processos de aplica o o projeto desta deve levar em conta v rios fatores como e considerar todos os eventos poss veis de acontecer durante a comunica o e conhecer todos os efeitos e causas destes eventos e especificar em detalhes todos os aspectos t cnico operacionais dos meios f sicos a serem utilizados como suporte comunica o e detalhes das pr prias aplica es a serem executadas Podemos perceber ent o que o problema extremamente complexo e abrangente A fim de se lidar com esta complexidade facilitando a implementa o e manuten o projeta se a rede como um conjunto de camadas Este conjunto de camadas hier rquico ou seja cada camada baseia se na camada inferior Reduzindo se o projeto global da rede ao projeto de cada uma das camadas simplifica se consideravelmente o trabalho de desenvolvimento e de manuten o O projeto de uma camada restrito ao contexto dessa camada e sup e que os problemas fora deste contexto j estejam devidamente resolvidos Na realidade existem duas vantagens pr ticas na utiliza o de uma arquitetura em camadas Em primeiro lugar a complexidade do esfor o global de desenvolvimento reduzida atrav s de abstra es n o interessa para uma determinada camada como as demais implementam o fornecimento de seus servi os s o que elas oferecem N
257. oder p blico e prestadores de servi o telef nico A altera o mais significativa foi uma maior rigidez e controle do Estado com rela o ao valor cobrado pelo servi o Os pre os foram estabelecidos em decreto de 26 de mar o de 1890 N o obstante esse maior controle todos os contratos anteriormente celebrados pelo governo Imperial foram honrados risca demonstrando como Imp rio e Rep blica mantiveram com estas empresas a maioria de capital estrangeiro uma rela o muito parecida A automatiza o se far gradativamente S nos primeiros anos do s culo XX as principais cidades norte americanas instalam suas centrais autom ticas Em 1913 Paris conta com 93 mil telefones manuais Nova York contudo j disp e de uma rede de 500 mil telefones mas a automatiza o total s ocorrer a partir de 1919 No Brasil a cidade de Porto Alegre a primeira a inaugurar uma central autom tica em 1922 a terceira das Am ricas depois de Chicago e Nova York A segunda do Brasil ainda ser uma cidade ga cha Rio Grande em 1925 antes de Paris e Estocolmo A esta o pioneira da capital paulista foi inaugurada em julho de 1928 com o prefixo 5 na Rua Brigadeiro Galv o na rea do Centro Palmeiras Eram 9 mil terminais de fabrica o norte americana Automatic Electric que funcionaram ininterruptamente at meados de 1997 O telefone tinha nos primeiros anos do s culo XX pelo menos para grande parte da popula
258. ologia uma alternativa tradicional transmiss o de voz pela rede p blica de telecomunica es e tem sido empregada em larga escala A t cnica de voz sobre IP foi proposta pelo VoIP Forum uma iniciativa liderada por grandes fabricantes de equipamentos para promover o uso do padr o ITU T H 323 na transmiss o de v deo e udio pela Internet utilizando o protocolo IP As se es seguintes abordam as principais caracter sticas da transmiss o de voz em redes comutadas a pacotes Ser apresentada a motiva o para o uso desta t cnica assim como os protocolos usados os codificadores de voz os par metros de Qualidade de Servi o QoS Quality of Service e algumas t cnicas para suavizar o efeito das perdas de pacotes 194 6 8 1 Motiva o Voz e dados conviveram por muitos anos em redes TDM Time Division Multiplexing Frame Relay e ATM Asynchronous Transfer Mode Entretanto somente com o crescimento acelerado da Internet e consequentemente o desenvolvimento da tecnologia voz sobre IP foi poss vel integrar a comunica o destas duas m dias A transmiss o de voz usando o protocolo IP apresenta uma s rie de vantagens Uma das mais significativas que a tecnologia VoIP independe da camada de enlace para transmitir dados Ao transmitir voz usando um protocolo da camada 3 no caso o IP se neutraliza o risco tecnol gico das camadas inferiores Portanto uma empresa pode investir seguramente em uma tecnologia que funciona
259. om Popula o Finita No caso em que temos a popula o finita h algumas diferen as em compara o com o caso em que consideramos a popula o infinita Para efeitos pr ticos quando o tamanho da popula o alcan a determinado valor o n mero de clientes na fila torna se o mesmo do caso com popula o infinita Tendo em vista a complexidade matem tica deste modelo n o iremos apresentar detalhes dos c lculos A 9 O MODELO ERLANG 282 No modelo Erlang o ritmo de chegada dos clientes segue a distribui o de Poisson como nos modelos anteriores mas o atendimento segue a distribui o Erlang de grau m O modelo ser comparado com os outros atrav s do dimensionamento de equipamentos O dimensionamento de equipamentos deve buscar a minimiza o do tempo de espera na fila e do custo do sistema e a maximiza o da capacidade de produ o Assim o processo de dimensionamento deve procurar a quantidade ideal de atendentes que produza um valor adequado para TF Veremos que para um dado valor de TF o modelo M Em c necessita de menos atendentes que o modelo M M c ou seja este modelo superdimensiona os equipamentos em rela o ao modelo Erlang A 9 1 O Modelo M Em 1 Nesta primeira situa o supomos o modelo Erlang com apenas um atendente A figura abaixo mostra o gr fico da distribui o de Erlang Observamos que quando m 1 esta distribui o tem o mesmo formato da exponencial negativa e conforme m cresce a
260. omunica o por nome ou endere o e Especifica o de aspectos relativos seguran a controle de acesso integridade de dados etc 144 6 4 MODELO TCP IP Embora o modelo de refer ncia OSI seja universalmente reconhecido o padr o aberto t cnico e hist rico da Internet o Transmission Control Protocol Internet Protocol TCP IP O modelo de refer ncia TCP IP e a pilha de protocolos TCP IP tornam poss vel a comunica o de dados entre dois computadores quaisquer em qualquer parte do mundo praticamente velocidade da luz O modelo TCP IP tem import ncia hist rica assim como os padr es que permitiram que as ind strias de telefonia energia el trica estradas de ferro e videoteipe se desenvolvessem O Departamento de Defesa dos Estados Unidos DoD desenvolveu o modelo de refer ncia TCP IP porque queria uma rede que pudesse sobreviver a qualquer condi o mesmo a uma guerra nuclear Para ilustrar melhor imagine um mundo em guerra entrecruzado por diferentes tipos de conex es cabos microondas fibras ticas e links de sat lites Imagine ent o que voc precise que informa es dados na forma de pacotes trafeguem independentemente da condi o de qualquer n ou rede particular na internetwork que nesse caso pode ter sido destru da pela guerra O Departamento de Defesa dos Estados Unidos quer que seus pacotes cheguem todas as vezes em qualquer condi o de um ponto a qualquer outro Foi esse compl
261. onia do Depto de Engenharia Eletr nica e de Computa o da Escola Polit cnica da UFRJ no 2 Semestre de 2003 No primeiro dia de aula apresentei aos alunos o livro Telefonia Digital de Marcelo Sampaio de Alencar fiz algumas observa es e expressei meu pesar por n o ter encontrado nenhum texto apropriado para quem tinha feito todas as cadeiras anteriores a esta no nosso curso Era a 1 vez que a cadeira seria oferecida depois de muitos anos no Departamento Durante este per odo o curso passou por uma profunda reforma curricular que inclusive mudou seu nome O cora o do curso atual s o as cadeiras de Circuitos L gicos T cnicas Digitais Arquitetura de Computadores Microprocessadores etc Deste ponto de vista parecia me que uma boa proposta para um curso de Telefonia seria a cria o de um hardware que possibilitasse o uso de um PC como central telef nica Uma prova de que os alunos aproveitaram o que tinham visto nas cadeiras citadas foi que eles n o aceitaram que o projeto fosse parte da avalia o No entanto encararam a miss o de preparar um texto que servisse de base para cursos futuros Alguns cap tulos acabaram ficando parecidos com o livro do Alencar Outros foram originais mas n o atingiram o n vel que deve ter um curso de Engenharia Da minha parte destaco o cap tulo de redes de computadores que sem fazer as refer ncias que seriam desej veis num texto de Telefonia ficou muito bom O cap tu
262. onversor eletro ptico o bloco O E representa o conversor optoel trico e o bloco RR o Repetidor Regenerador Atualmente j se usam regeneradores pticos que n o necessitam conversores eletro pticos 2 6 5 Convers o FDM TDM No processo de digitaliza o da rede necess ria a interliga o dos sistemas FDM e TDM As tecnologias para convers o FDM TDM podem ser divididas em cl ssica e por transmultiplexa o que se divide em convencional e digital Ambas tecnologias consistem em demultiplexar o sinal FDM e multiplex lo novamente s que usando TDM No sistema europeu a convers o realizada de um supergrupo FDM 60 canais para dois TDM PCM de 30 canais No sistema americano dois grupos FDM s o convertidos para um TDM PCM de 24 canais 33 A figura a seguir ilustra a convers o FDM TDM realizada entre a telefonia urbana e interurbana REA INTERURBANA REA URBANA REA INTERURBANA COMUTA O ELETR NICA DIGITAL Figura 2 6 6 Convers o FDM TDM para transmiss o 34 2 7 TRANSFORMA O DA REDE TELEF NICA COM A DIGITALIZA O A mudan a das centrais telef nicas de anal gicas para digitais iniciou se em 1970 Esta transforma o deu origem s centrais digitais CPA T Controle por Programa Armazenado Temporal e possibilitou a evolu o dos m todos de sinaliza o passando para a padroniza o estabelecida pelo SS7 que utiliza um canal dedicado para sinaliza o Em 2002 no Bras
263. ores a fibra s o usados para transportar grandes quantidades de sinais de v deo anal gicos e digitais at n s de distribui o localizados pr ximos a reas com 200 a 2000 usu rios Essa estrat gia aproveita os avan os recentes nas tecnologias de modula o e compress o de v deos digitalizados hoje capazes de colocar 10 ou mais sinais de v deo numa largura de faixa de 6 MHz antes normalmente ocupada por apenas um sinal de v deo anal gico A partir de n s de distribui o os sinais de v deo s o distribu dos pelos cabos coaxiais j implantados Como os alimentadores a fibra servem grupos com n mero relativamente pequeno de usu rios quando comparados ao universo de assinantes os quais por sua vez est o ligados a redes de cabos coaxiais com arquiteturas do tipo rvore o n mero de amplificadores anal gicos repetidores na parte coaxial dessas redes fica significativamente reduzido e a largura de faixa total correspondente a esta parte da rede fica aumentada O menor n mero de repetidores na parte coaxial resulta em melhoria da qualidade de transmiss o al m de redu o dos custos de manuten o Com a possibilidade de se chegar at o usu rio com centenas de canais de TV pode se imaginar o fornecimento de programa o quase que individualizada Uma outra alternativa combina alimentadores a fibra e pares tran ados para o trecho entre hubs localizados nas termina es dos alimentadores e os assinantes
264. ores de voz que utilizam a t cnica de supress o de sil ncio Esta t cnica se baseia no fato de que durante uma conversa o o interlocutor fala em m dia apenas 35 do tempo Para suprimir o sil ncio necess ria a exist ncia de um detector de voz Voice Activity Detector VAD respons vel por detectar se o interlocutor est falando ou est em sil ncio necess rio tamb m um dispositivo o DTX Discontinuous Transmission que interromper a transmiss o toda vez que receber a informa o de que o interlocutor est em sil ncio Por fim necess rio um outro dispositivo o CNG Confort Noise Generator para simular o ru do de fundo enquanto o interlocutor estiver em sil ncio pois o sil ncio absoluto causa desconforto aos ouvidos humanos Existem ainda diversos outros codificadores de voz que possuem taxas de transmiss o inferiores A grande maioria destes codificadores faz a compress o do sinal de voz em quadros onde cada quadro cont m diversas amostras de voz Estas t cnicas de compress o utilizam informa es dos quadros anteriores para a gera o dos quadros atuais Estes codificadores possuem tamb m em mem ria dicion rios com quadros formas de onda pr gravadas mais prov veis de forma que o algoritmo verifica qual desses quadros se assimila mais ao gerado Al m disso ajusta um conjunto de filtros e ganhos para que o sinal fique bem pr ximo ao sinal real o que caracteriza uma codifica o param trica Um
265. os O G 723 1 utiliza o MP MLQ Multi Pulse Maximum Likelyhood Quantization para excita o da taxa mais alta enquanto que para a taxa mais baixa utilizado o ACELP Algebraic Code Excited Linear Prediction Tanto o 6 7231 quanto o G 729A s o capazes de realizar a supress o de sil ncio Codificador G 711 PCM 64 kbps G 723 1 MP MLQ 6 3 kbps 211 G 723 1 ACELP 5 3 kbps G 729A CS ACELP 8 0 kbps Tabela 6 8 2 Codificadores de voz A tabela 6 8 2 apresenta as principais caracter sticas dos codificadores anteriormente mencionados e o valor da escala MOS Mean Opinion Score para cada um Esta escala determina a qualidade de um sinal de voz um par metro bem subjetivo j que determinado por ouvintes que atribuem valores entre O e 5 ao sinal de voz de acordo com a sua opini o sobre a qualidade do sinal O Codec ILBC foi um padr o lan ado em dezembro de 2004 pelo IETF com o objetivo de ser utilizado em ambientes de Internet e SIP Este codificador h brido e possui taxas de 13 3 e 15 3 kbps com atrasos de 30 e 20ms respectivamente Apesar de suas taxas de bits superarem as do G 723 1 e G 729A este codificador se mostrou bem mais robusto que os dois ltimos em ambientes com perdas que o caso de comunica o VoIP na Internet ilbcfreeware org Figura 6 8 17 Compara o entre o codec ILBC e o 6 723 1 e G 729A para ambientes com perdas A Figura 6 8 17 mostra um gr fico da qualidade da voz em fu
266. os ATDMA Advanced TDMA e o CODIT Code Division Testbed do programa R amp D em tecnologias de comunica o avan adas na Europa RACE seguem abordagens revolucion rias para o UMTS O primeiro projeto utiliza TDMA como principal t cnica de acesso e o segundo projeto utiliza o CDMA Ambos buscam altas taxas de transmiss o Nos testes taxas acima de 64 kbps e de 128kbps est o sendo conseguidas incluindo ainda taxas de rajadas acima de 2 Mbps Tamb m est o em estudo o acesso Internet e a transmiss o de pacotes sem conex o com pequeno atraso Assim a principal linha de pesquisa na Europa est explorando o potencial do GSM e do DECT incluindo evolu es posteriores e a interliga o entre os padr es Outros padr es est o sendo finalizados para LAN s sem fio HIPERLAN e PMR TETRA de Sistema de 255 R dio Trans Europeu com Troncos por exemplo Concomitantemente a defini o e a especifica o do UMTS est sendo realizada dentro do ETSI e suportado pelo RACE 7 7 5 WCDMA O WCDMA Wideband CDMA padr o norte americano conhecido por IS 665 foi legalizado em junho de 1995 Possui uma largura de banda com 5 10 ou 15 MHz para a comunica o pessoal j estabelecida Por adotar 32 kbps ADPCM Adaptive Differential Pulse Code Modulation t cnica de codifica o de voz muito eficiente o WCDMA um sistema de comunica o m vel pessoal que permite comunica o em movimento de at 100 km h com alta qualidade
267. otes a etiqueta de temporiza o timestamping e com o aux lio do RTCP Real Time Control Protocol o monitoramento da entrega dos pacotes 197 0 1 2 3 0O 1 2 34567890 1234567890 12345678Q 1 V P X cc M PT N mero de seqii ncia Etiqueta de temporiza o Identificadores de fontes de sincroniza o SSRC Identificadores de fontes de contribui o CSRC Figura 6 8 4 O cabe alho do RTP O cabe alho do RTP composto por 12 bytes figura 6 8 4 Os dois primeiros bits indicam a vers o do protocolo O bit P padding sinaliza se houve ou n o preenchimento dos dados payload para fins de alinhamento O ltimo bit do payload cont m o n mero de bytes acrescentados ao payload original J o bit X indica a exist ncia de extens es no protocolo entre o cabe alho e os dados O campo CC preenchido com o n mero de identificadores de fontes contribuintes que vem ap s o cabe alho fixo e pode variar de 0 a 15 O bit M pode ser usado pela aplica o para marcar determinados pacotes O tipo de tr fego transportado pelo RTP identificado pelo campo PT O pr ximo campo indica o n mero de sequ ncia que iniciado aleatoriamente e incrementado a cada pacote RTP enviado A etiqueta de temporiza o determina o tempo entre o envio de pacotes RTP interpacket gap O campo identificadores de fontes de sincroniza o cont m a identifica o de um participante dentro de uma sess o
268. otes em termos de confiabilidade capacidade e custo Em contrapartida pouca coisa evoluiu nas redes de comuta o de circuitos caso da rede telef nica desde a d cada de 80 O maior exemplo de rede que usa a comuta o de pacotes para transmiss o de dados a Internet Ao contr rio da comuta o de circuitos na comuta o de pacotes o meio compartilhado o que permite aumentar a efici ncia da utiliza o dos recursos da rede A comuta o de pacotes ideal para a transmiss o de dados entretanto ela apresenta alguns problemas para a transmiss o de tr fegos que possuem restri es de tempo como o caso da transmiss o de voz em tempo real Em 1999 o n mero de bytes de tr fego de dados na rede telef nica igualou o tr fego de voz J em 2002 o volume do tr fego de dados era superior volume do tr fego de voz Al m disso o tr fego de dados continuou a crescer exponencialmente enquanto o tr fego de voz estagnou Ao observar esta evolu o do tr fego as operadoras telef nicas e os provedores de servi o da Internet se interessaram em transportar voz nas suas redes de dados Para isso era necess ria a cria o de t cnicas de transmiss o e normas para integrar a sinaliza o e as funcionalidades da rede telef nica e da Internet A t cnica de transmiss o de Voz sobre IP VolP do ingl s Voice over IP significa transmitir voz digital pela Internet utilizando o protocolo de rede IP Internet Protocol Esta tecn
269. p s passar pelo LER os pacotes s o enviados ao pr ximo LSR que vai verificar e trocar o r tulo repassando o para o pr ximo LSR 187 Figura 6 7 7 Troca de r tulos O componente de Controle do MPLS Os r tulos s o inseridos nos pacotes por um LSR de subida O LSR de descida que recebe esses pacotes rotulados deve saber ou descobrir o que fazer com eles Esta tarefa de responsabilidade do componente de controle Para tanto s o usados os componentes de um registro na tabela de encaminhamento como guia O estabelecimento e manuten o dessas tabelas s o essenciais e devem ser executados por cada LSR Existem dois modos para carregar as tabelas Cada roteador poderia ouvir tabelas de roteamento criar suas pr prias tabelas de conex o e informar aos outros a sua informa o Esses roteadores estariam atuando de forma independente N o haveria nenhum gerenciador de r tulos e todo roteador teria a possibilidade de ouvir a protocolos de roteamento gerar tabelas e distribu las O outro modelo chamado de controle ordenado Neste caso um roteador geralmente o LER de sa da respons vel pela distribui o de r tulos Cada um dos modelos tem vantagens e desvantagens Controle independente prov uma r pida converg ncia Qualquer roteador que ouvir uma mudan a de roteamento pode passar a informa o aos outros A desvantagem que n o h um ponto de controle de tr fego o que torna a en
270. para FPLMTS que utilizar o os recursos das IN s A arquitetura funcional corrente do ITU T para o FPLMTS mostrada na figura abaixo Ela formar a base para a especifica o do acesso de r dio das interfaces de rede e dos protocolos Como ilustrado na figura as fun es podem ser particionadas em termos de Fun es de Terminais de R dio Fun es de Acesso de R dio e Fun es de Rede 253 Fun es de Terminal Fun es de Acesso de R dio Fun es de Rede de R dio 1 i I I I SSF Service switching MRTR CCf Call Control i Cf Service Control MCF Mobile Control SCAF Service Control SRF Special Resource Function Access SDF Serice Data CCAFr Call Control Agent TCAF Terminal Accass BCF Bearer Control radio Control TACAF Terminal Access BCFr Bearer Control Contro Agent radio BCAF Bearer Control Agent pac Radio Resource MRRC Mobile Radio Control Resource Control RFTR Radio Frequency MRTR Mobile Radio Transmit Receive Transmit Recewel gt g Figura 7 7 2 Arquitetura funcional para o FPLMTS O FPLMTS e o UMTS foram inicialmente concebidos para prover avan os significativos al m da primeira e da segunda gera es de sistemas m veis representados por celulares anal gicos e digitais e por sistemas de telecomunica es sem fio Essas caracter sticas avan adas incluem capacidade para roaming ao redor do mundo um grande conjunto de servi os oferecidos incluindo transmiss o de dados com elevada
271. pio o aparelho circulava provavelmente mais como curiosidade cient fica do que com o car ter pr tico de hoje Existe alguma pol mica em torno de qual seria o primeiro telefone a chegar ao pa s Uma vers o d conta de que teria sido instalado em 1877 um ano depois de sua apresenta o na Exposi o de Filad lfia e funcionava na casa comercial O Grande M gico no Beco do Desvio depois rua do Ouvidor n 86 ligando a loja ao quartel do Corpo de Bombeiros Rio Outra afirma que D Pedro II teria recebido o primeiro aparelho como presente do pr prio Graham Bell e teria come ado a funcionar em janeiro de 1877 no Pal cio de S o Crist v o hoje Museu Nacional na Quinta da Boa Vista O aparelho utilizava uma linha at o centro da cidade e fora constru do nas oficinas da Western and Brazilian Telegraph Company Figura 1 2 2 D Pedro na Exposi o da Filad lfia O n mero de aparelhos aumentava a cada ano sem que fossem tomadas provid ncias para que os servi os funcionassem em larga escala S em 15 de novembro de 1879 que um decreto Imperial outorga a primeira concess o para explora o dos servi os no Brasil concedendo a Paul Mackie que representava os interesses da Bell Telephone Company licen a para construir e operar linhas telef nicas na capital do Imp rio Rio e na cidade de Niter i Nesse per odo as linhas n o eram cobradas dos assinantes que pagavam apenas uma taxa anual ou
272. pital mais baixo Tempo de instala o Esse tempo menor que o necess rio para a instala o de centrais anal gicas em virtude da modulariza o do equipamento digital 43 3 2 ESTRUTURA DE UMA CENTRAL TEMPORAL CLASSIFICA O de SISTEMAS de COMUNICA O Podemos classificar os sistemas de comunica o em rela o a v rios aspectos como a seguir e Quanto conex o o Sem conex o Quando a comunica o ocorre sem a pr via negocia o de uma conex o O sistema postal um exemplo de comunica o sem conex o ou seja as cartas chegam em seu endere o postal sem que voc tome conhecimento ou as aceite o Orientado conex o com conex o Quando a negocia o de uma conex o ocorre antes da comunica o O sistema telef nico um exemplo de sistema orientado conex o na medida em que a liga o precisa ser aceita antes da comunica o come ar e Quanto comuta o o Comuta o de circuitos Na comuta o de circuitos a reserva de recursos do meio feita no momento da comuta o e perdura at o t rmino da conex o Dessa forma garantida uma quantidade fixa da capacidade do meio para o assinante Isso significa que um usu rio sempre vai possuir aquela quantidade fixa da capacidade n o importa quantos usu rios estejam presentes Se toda capacidade estiver alocada e um usu rio adicional tentar fazer se presente ele ser desprezado o Comuta o de pacotes Ao contr rio da com
273. pontos mais concentrada estar a energia em fun o da banda aumentando a efici ncia no entanto maior ser a probabilidade de erro B 5 QUADRATURE AMPLITUDE MODULATION QAM Em todas as modula es apresentadas mantivemos a amplitude do sinal transmitido constante Apresentaremos agora uma modula o hibrida onde a informa o est contida tanto na fase quanto na amplitude da sen ide Mantendo as bases usadas no QPSK e no PSK M rio 0 e cos 277 1 t sen 277 1 definimos o sinal QAM como sendo s E ca O VE b 60 onde o a energia da mensagem com menor energia ponto mais pr ximo da origem 298 a e b s o inteiros e definem a posi o do ponto da mensagem no espa o de estados plano A fim de se minimizar a probabilidade de erro distribuem se os pontos de mensagem igualmente espa ados em um quadrado e centraliza se este quadrado na origem com o fim de minimizar a energia m dia da constela o Abaixo mostrada uma distribui o QAM com M 16 conhecida como QAM 16 d lt e 34 2 1011 1001 110 1111 o di 1010 1000 1100 1101 mini a NR A 32 d2 dio 32 e d 4 0001 0000 0100 0110 o Chaa s oo ooo omi om Figura B 5 1 Constela o do QAM 16 Repare que se utiliza o c digo de Gray em cada quadrante para os dois bits menos significativos e que os dois bits mais significativos s o iguais em cada quadrante e que e
274. portadoras sejam ortogonais elas devem ser frequ ncias m ltiplas de uma fundamental Isso equivalente num sistema OFDM digital a calcular uma IDFT com os valores dos s mbolos a serem transmitidos A figura abaixo ilustra o diagrama de blocos de um sistema OFDM digital Xg Xr 1 Figura 7 6 6 Sistema completo do OFDM digital Assumindo que o sistema OFDM possua N portadoras com uma banda total de 27 rad s que corresponde banda anal gica W o sistema transmissor interpreta os simbolos n meros xx como se cada um fosse carregado por uma portadora centrada numa fregii ncia m ltipla de 27 N Dessa forma o l simo s mbolo OFDM antes da inclus o do prefixo c clico definido como a IDFT mostrada na figura a seguir INRE ll mapper m MUX t j Figura 7 6 7 Esquema da transmiss o do OFDM Deve ser notado que Xi k est espa ado no tempo de T segundos em rela o a Xm k levando se em conta o prefixo c clico O multiplexador da figura concatena os s mbolos Xi k 1 1 2 inserindo entre eles o prefixo c clico de cada um Ent o o sinal s k na figura 7 6 7 ter a forma abaixo s k CP Xi 0 Xi 1 X N 1 CP X0 XAD XAN I Equa o 7 2 Do ponto de vista do receptor o uso do prefixo c clico mais longo que a resposta ao impulso g m k do canal far com que a convolu o linear seja id ntica a uma convolu o circular o par metro m em g m k re
275. presenta uma poss vel varia o da resposta do canal com 247 o tempo Denotando a convolu o circular por o sistema OFDM completo pode ser descrito pela seguinte equa o y DFTADFT x1 Pg Equa o 7 3 onde y cont m os N s mbolos recebidos x cont m os N s mbolos enviados e gi a resposta do canal ao impulso Usar se agora o fato de que a DFT de dois sinais ciclicamente convolu dos o 6 produto das DFT s dos dois sinais Denotando o produto elemento a elemento por a express o acima pode ser escrita como yi X DFT g X hi Equa o 7 4 onde h DFT g a resposta em frequ ncia do canal Desde que haja uma razo vel estimativa do canal o receptor pode encontrar o s mbolo emitido bastando dividir o s mbolo recebido y pela resposta h do canal na frequ ncia em que tal s mbolo est sendo carregado 7 6 6 Aplica es pr ticas Os padr es europeu e japon s de televis o digital usam o OFDM para modular os sinais na transmiss o terrestre dos sinais N o h nenhuma indica o de uso dessa t cnica de modula o nos aparelhos de terceira gera o No entanto como foi visto o OFDM quem melhor resolve o problema de multipercurso das transmiss es terrestres Al m disso faz parte da evolu o j especificada para os dois padr es supracitados a recep o de televis o por terminais celulares Logo de se esperar que antes da entrada na quarta gera
276. procedimento executado por uma central para o estabelecimento de uma liga o telef nica Muitas coisas podem acontecer quando tentamos realizar uma liga o no entanto ilustraremos aqui o caso em que a chamada completada com sucesso Outros casos poss veis seriam ramal ocupado n mero inexistente e etc Suponha que Bob queira conversar com Alice Para saciar o seu desejo nosso amigo Bob vai at o seu telefone e tira o fone do gancho Nesse momento a central telef nica diretamente conectada ao ramal do Bob identifica a mudan a de estado retirada do gancho do ramal do Bob e retorna ao nosso amigo o tom de discar caso haja recursos dispon veis no sistema para completar a chamada do Bob neste caso assumiremos que a chamada ser completada A partir desse momento o usu rio no caso o Bob sabe que tem permiss o para discar o n mero do telefone de sua amiga Alice Ao pressionar a primeira tecla do n mero de Alice a central interrompe o tom de discar para notificar ao usu rio que est identificando os digitos pressionados Ap s realizar toda discagem e supondo que Alice n o est utilizando seu telefone nesse momento a central telef nica retorna ao nosso querido amigo o tom de chamando enquanto envia ao ramal de Alice o ring tom de chamando para o destinat rio Nesse momento Alice percebe que algu m deseja falar com ela e retira o seu fone do gancho para iniciar a conversa o momento de estabelecimento ou aceita o
277. qual est o ligados todos os outros n s Ela n o permite outros links A principal vantagem deste tipo de estrutura permitir que os n s se comuniquem uns com os outros mesmo com falha em algum deles Sua principal desvantagem que se o n central falhar a rede inteira fica desconectada Dependendo do tipo de dispositivo de rede usado no centro da rede em estrela Hub Switch as colis es podem ser problem ticas Figura 6 2 4 Topologia em Estrela O fluxo de todas as informa es passa por um nico dispositivo Isso pode ser desej vel por raz es de seguran a ou de restri o de acesso mas muito suscet vel a qualquer problema no n central da estrela 124 6 2 5 Topologia em estrela estendida A topologia em estrela estendida igual a uma topologia em estrela exceto pelo fato de que cada n vinculado ao n central tamb m o centro de outra estrela Uma topologia em rede estendida tem uma topologia em estrela central em que cada um dos n s finais da topologia central atua como centro de sua pr pria topologia em estrela A vantagem disso que ela permite que os cabos sejam mais curtos e limita o n mero de dispositivos que precisam se conectar ao n central Uma topologia em estrela estendida muito hier rquica e as informa es s o encorajadas a permanecerem locais E assim que o sistema telef nico est estruturado atualmente
278. qualquer coluna dispon vel no caso a terceira coluna que funcionaria como ponte condutora para o sinal el trico como mostrado na figura A estrutura de comuta o sofreu muitas e radicais mudan as desde sua idealiza o As primeiras matrizes era dispositivos manuais sim as telefonistas Com o passar do tempo elas evolu ram para dispositivos autom ticos eletromec nicos eletr nicos e finalmente digitais importante notar que se todas as colunas estivessem ocupadas como mostrado na figura e o assinante de n mero quatro desejasse realizar uma chamada ele seria desprezado pelo sistema por falta de recursos o que significa que o sistema foi sub dimensionado o que realmente feito pelas empresas provedoras de servi os telef nicos No entanto para os assinantes que j est o com suas liga es em curso n o importa quantos usu rios estejam usando o sistema ou tentando usar pois eles ter o aquele caminho f sico dispon vel mesmo que n o estejam se comunicando sil ncio 46 33 FUN ES DA CENTRAL TELEF NICA As fun es principais das centrais telef nicas continuam basicamente as mesmas desde a sua inven o e Atendimento O sistema monitora constantemente todas as linhas para detectar os pedidos de chamada O atendimento implica na cess o de recursos para o completamento da chamada e Recep o de informa o Al m dos sinais de solicita o e t rmino da chamada a central ainda recebe outras
279. que se conectam ao dispositivo Dois motivos para se usar os hubs criar um ponto de conex o central para os meios de cabeamento e aumentar a confiabilidade da rede A confiabilidade da rede aumentada permitindo se que qualquer cabo falhe sem afetar toda a rede Isso difere da topologia de barramento onde se houver uma falha no cabo toda a rede ser afetada Os hubs s o considerados dispositivos da 118 camada 1 do Modelo OSI como veremos a seguir porque apenas regeneram o sinal e o transmitem por todas as suas portas conex es da rede Bridge Uma bridge um dispositivo da camada 2 do Modelo OSI projetada para conectar dois segmentos da LAN A finalidade de uma bridge filtrar o tr fego em uma LAN para manter local o tr fego local e ainda assim permitir a conectividade com outras partes segmentos da LAN para o tr fego para elas direcionado Voc pode perguntar se ent o como a bridge sabe qual tr fego local e qual n o A resposta a mesma que o servi o postal usa quando perguntado como sabe qual correspond ncia local Ele olha o endere o local Cada dispositivo de rede tem um endere o MAC exclusivo na placa de rede a bridge mant m registros dos endere os MAC que est o em cada lado da bridge e toma essas decis es com base nesse endere o MAC Switch Ethernet Um switch um dispositivo da camada 2 do Modelo OSI assim como a bridge Na verdade um switch chamado de bridge multiporta assim
280. r dessa forma ocupar novamente o sistema telef nico 12 Figura 1 3 3 Diagrama de blocos do telefone 1 3 2 Distor es introduzidas pelo Sistema Telef nico O projeto de um sistema de telefonia digital deve levar em conta todos os aspectos da rede do locutor ao ouvinte Algumas caracter sticas dos sistemas telef nicos levam distor o no sinal de voz A lista que segue ilustra alguns dos problemas encontrados e seus efeitos sobre a inteligibilidade Limita o na amplitude de pico do sinal Afeta a qualidade da voz mas n o reduz apreciavelmente a inteligibilidade quando a fala ouvida em ambiente silencioso e sob indices de percep o confort veis Corte central no sinal A supress o dos n veis mais baixos do sinal causa um efeito dr stico sobre a inteligibilidade do sinal e afeta a qualidade da fala Deslocamento de freq ncia Ocorre quando a freq ncia recebida difere da transmitida e afeta a inteligibilidade e o reconhecimento do locutor Retardo em sistemas operados por voz Resulta na omiss o da parcela inicial de uma mensagem Afeta a inteligibilidade com uma queda linear da mesma com o aumento do intervalo omitido Defasagem e retardo de transmiss o normalmente mais pronunciado na transmiss o via sat lite ou de longa dist ncia por conta da dist ncia que o sinal 13 portador tem que percorrer Como a inteligibilidade resistente ao retardo este ltimo afeta principalmente a qu
281. ra CDMA IS 95 Ao manter uma largura da banda padronizada para CDMA permite se que ambas infra estruturas e ainda mais importante que os terminais sejam compat veis com ambos os padr es Uma rede CDMA 2000 composta de componentes de 240 interface a rea 1X e de um backbone de dados PCN packet core network O CDMA 2000 PCN equivalente em funcionalidade a uma rede GRPS usando por m protocolos baseados em IP M vel O passo seguinte o chamado CDMA 2000 1XEV Sua implementa o ser dividida em duas fases IXVE DO data only voltado para tr fego veloz de dados e IXVE DV data and voice que combina voz e dados em alta velocidade numa mesma portadora A tecnologia IXVE DO permite velocidades superiores a 2 Mbps no tr fego de dados para usu rios CDMA de uma operadora dedicada J a IXEV DV oferece alta velocidade para transmiss o simult nea de dados e voz al m da possibilidade de oferecer servi os de dados em tempo real 7 6 OFDM 7 6 1 Introdu o O sistema celular sofre do mesmo problema que todos os demais tipos de transmiss o terrestre o multipercurso isso a chegada ao receptor tanto dos sinais vindos diretamente do transmissor quanto dos reflexos desses em pr dios montanhas etc Nas ERB s o problema pode ser satisfatoriamente resolvido com o uso de equalizadores complexos e caros Nos terminais no entanto tal solu o n o pode ser utilizada sob pena de inviabilizar a comercializa
282. ra abaixo demonstra esta id ia Sub Rede de Destino M quina de Destino Aplica o de Destino Figura 6 7 2 Classe de equival ncia de encaminhamento FEC R tulo Label Um r tulo um identificador relativamente curto de tamanho fixo e n o estruturado que pode ser usado para ajudar o processo de encaminhamento R tulos s o associados a uma FEC por um processo de liga o binding S o geralmente locais a um nico enlace de dados e n o possuem significado global como o endere o S o an logos ao VPI VCI usado em ambientes ATM Como o ATM uma tecnologia que j usa campos pequenos e de comprimento fixo para tomar decis es de comuta o a comuta o por r tulos avaliada como uma forma efetiva de aplicar IP sobre ATM R tulos s o ligados a uma FEC como resultado de um evento que indica a necessidade de uma liga o Esses eventos podem ser divididos em duas categorias Liga o gerada por dados Ocorrem quando o tr fego come a a fluir submetido a um LSR Roteador de comuta o por r tulos e reconhecido como um candidato a comuta o por r tulo A liga o estabelecida apenas quando necess ria resultando em menos registros na tabela de encaminhamento R tulos s o atribu dos a fluxos individuais de tr fego IP e n o a pacotes individuais Em uma rede ATM isso pode resultar no uso de um n mero substancial de circuitos virtuais o que pode limitar a escalabilidade da rede Liga
283. re os IP vers o 4 ou 6 ou n meros de telefone O SIP possui uma estrutura semelhante a do protocolo HTTP Hyper Text Tranfer Protocol tipo cliente servidor Requisi es s o geradas pelo cliente e enviadas ao servidor 205 entidade receptora que processa o pedido e envia a resposta novamente ao cliente As mensagens trocadas s o formadas por caracteres ASCII Os pedidos s o compostos pelo nome de um m todo seguido de linhas adicionais contendo par metros As respostas incluem um c digo de tr s d gitos e tamb m podem ser seguidas de v rias linhas adicionais contendo par metros A tabela 6 8 1 cont m alguns dos m todos usados pelo protocolo SIP O estabelecimento de uma liga o realizado atrav s do reconhecimento em tr s vias three way handshake O terminal que est solicitando a chamada envia uma mensagem INVITE para o terminal de destino Esta solicita o pode ser enviada em cima do TCP Transmission Control Protocol ou do UDP Caso aceite a solicita o o terminal destino responde com OK e com a lista de recursos suportados Para estabelecer a conex o o terminal solicitante envia um ACK ao receber a resposta do INVITE Qualquer um dos terminais pode terminar a liga o com o envio de uma mensagem BYE OPTIONS Informa o sobre os recursos do terminal CANCEL Cancelamento de um pedido pendente Informa a um servidor de redirecionamento a REGISTER dr A posi o atual de um usu rio Tabela 6 8 1
284. re o n vel de ru do do canal e como a pot ncia de transmiss o est relacionada com a energia e consequentemente com custo o estudo das formas de transmiss o se torna importante A outra condi o importante na transmiss o digital o uso racional da banda Quanto menos banda uma transmiss o utilizar a faixa dispon vel de frequ ncias poder ser dividida por um n mero maior de canais permitindo que mais sistemas estejam conectados ao mesmo tempo A densidade espectral de pot ncia se constitui em uma fun o energia X banda Com ela podemos visualizar como a banda est sendo utilizada na transmiss o Quanto mais energia estiver concentrada no trecho considerado da banda mais eficiente ser a transmiss o Neste mesmo cen rio entra a medida da efici ncia de banda Esta medida mais simples que a densidade espectral de pot ncia definida como a raz o entre a taxa de bits n mero de bits transmitidos por unidade de tempo 2 e a banda utilizada B R bits s H P B Z Dos tr s esquemas b sicos de transmiss o que utilizam portadora a modula o em fase a que geralmente possui a melhor rela o entre probabilidade de erro pequena e efici ncia no uso da banda sendo ela e suas deriva es as formas de transmiss o mais utilizadas pelos sistemas digitais Neste Ap ndice apresentaremos a modula o em fase PSK e algumas de suas deriva es N o entraremos nos detalhes de c lculo da probabilidade de erro e d
285. restre ou o v cuo do espa o interplanet rio e sat lites As desvantagens s o que os sinais est o presentes em todos os lugares de uma c lula e assim s o suscet veis a interfer ncias provocadas pelo ser humano e pelo meio ambiente e s viola es na seguran a por exemplo o monitoramento eletr nico e roubo de servi o As tecnologias celulares comunicam se umas com as outras diretamente embora as limita es impostas pela dist ncia e a interfer ncia s vezes tornem essa comunica o extremamente dif cil ou comunicam se apenas com suas c lulas adjacentes o que muito ineficiente Como regra as topologias baseadas em celulas s o integradas a outras topologias independentemente de usarem a atmosfera ou sat lites Figura 6 2 9 Topologia Celular 128 6 3 MODELO OSI DE ARQUITETURA O final da d cada de 70 apresentava um panorama curioso em termos de comunica o de dados em redes de computadores por um lado uma perspectiva de crescimento vertiginoso causado pelo investimento e desenvolvimento que estavam sendo feitos mas por outro lado uma tend ncia que poderia acarretar uma profunda crise no setor a heterogeneidade de padr es entre os fabricantes praticamente impossibilitando a interconex o entre sistemas de fabricantes distintos Ent o os fabricantes come aram a perseguir alguns objetivos necess rios para a implementa o de um sistema aberto Esses obje
286. rmance mas como dif cil controlar os atrasos usam se mais os sistemas ass ncronos O DS CDMA apresenta algumas vantagens sobre os demais m todos de acesso e Promove o espalhamento espectral devido multiplica o por uma segii ncia de maior taxa o que o faz menos sens vel seletividade do canal do que por exemplo o FDMA Tem tempo de s mbolo maior que no TDMA o que o faz menos afetado por ecos do sinal e portanto pass vel de ser implementado com equalizadores mais simples N o tem a priori qualquer limita o do n mero de usu rios simultaneamente conectados Sua nica restri o conseguir um n mero de c digos que tenham baixa correla o cruzada e N o necessita de reorganiza o de frequ ncias uma vez que todas as c lulas usam a mesma banda Aproveita os ecos na recep o receptor RAKE para melhorar a efici ncia Permite o soft handoff dificultando assim a perda da comunica o Os principais problemas apontados pelos cr ticos do sistema s o e Como todos os usu rios usam a mesma faixa de frequ ncia eventualmente o sinal de um usu rio pr ximo da ERB pode mascarar o sinal de outro mais distante Por isso o controle de pot ncia dos terminais deve ser muito bem feito 238 e Nos sistemas s ncronos a refer ncia dada por GPS global positioning system que de propriedade do governo americano Em caso de amea a ou guerra os EUA podem desligar seu sistema o qu
287. robabilidade de existirem n clientes no sistema Taxa de utiliza o K U uli B TF gt l NX El u A 34 A 35 A 36 A 37 279 A 8 O MODELO MM c Este modelo de fila bastante semelhante ao modelo M M 1 Os ritmos de chegada e atendimento tamb m seguem a distribui o de Poisson ou a distribui o exponencial negativa A diferen a que neste modelo temos c atendentes A figura abaixo representa o modelo M M c onde vemos que h uma nica fila Supondo que a capacidade de atendimento de cada atendente a mesma apresentaremos os casos em que consideramos a popula o finita e infinita Figura A 8 1 Representa o do modelo M M c A 8 1 O Modelo M M c com Popula o Infinita As f rmulas para o modelo M M c s o bastante complexas e dif ceis de serem manipuladas Desta forma torna se mais simples examinar este modelo atrav s de gr ficos No modelo M M c temos c servidores Assim a taxa de utiliza o pen 4 38 As Figuras A 8 2 e A 8 3 mostram os gr ficos do n mero m dio de clientes na fila NF e do n mero de clientes no sistema NS respectivamente ambos em fun o de p variando se o n mero de servidores c 280 0 01 0 001 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 Fator de utiliza o NS o 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 Fator de utiliza o Figura A 8 3 Rela o entre NS e p para o modelo M M 1
288. rque os problemas de tr fego e colis es s o comuns mm o mm e is CI CI EE Es Figura 6 2 1 Topologia em Barramento 122 6 2 2 Topologia em anel Uma topologia em anel um nico anel fechado que consiste em n s e links com cada n conectado a apenas dois n s adjacentes A topologia mostra todos os dispositivos conectados diretamente uns aos outros o que chamado de interliga o de equipamentos em cascata Para que as informa es fluam cada esta o tem de passar as informa es sua esta o adjacente Figura 6 2 2 Topologia em anel 6 2 3 Topologia em anel duplo A topologia em anel duplo consiste em dois an is conc ntricos cada um conectado apenas ao seu vizinho no anel Os dois an is n o est o conectados Uma topologia em anel duplo igual a uma topologia em anel exceto pelo fato de haver um segundo anel redundante que se conecta aos mesmos dispositivos Em outras palavras com o objetivo de fornecer confiabilidade e flexibilidade rede cada dispositivo de rede parte de duas topologias em anel independentes Uma topologia em anel duplo funciona como dois an is independentes dos quais apenas um usado de cada vez 123 Pri m ie D ai N w Q o O og D O 5 D B o jus e 6 2 4 Topologia em estrela A topologia em estrela tem um n central ao
289. rquia S ncrona Digital SDH para transporte e ao ATM Modo Ass ncrono de Transfer ncia para o acesso e a comunica o de sinais portadores de informa o digitalizada A ado o destes padr es possibilita por exemplo a compatibiliza o e interoperabilidade de redes heterog neas 4 12 1 Arquitetura para redes pticas A fibra ptica possui grande potencial para reduzir custos na oferta de largura de faixa o que pode viabilizar por exemplo a oferta de servi os interativos de faixa larga Servi os tais com videoconfer ncia e distribui o de programa o de TV de acordo com as prefer ncias dos usu rios podem ser prontamente disponibilizados com a tecnologia atual A combina o de alternativas propiciadas pelas novas tecnologias e a busca pelas melhores solu es tanto em termos de arquitetura quanto com rela o s especifica es de elementos de rede conduziram a v rias abordagens com rela o ao loop de assinantes das redes de telecomunica es Uma das poss veis arquiteturas para implementa o a FITL Fiber in the loop inclusive para a provis o de servi os baseados em v deo 83 Em alguns pa ses as empresas de TV a cabo foram pioneiras no transporte de sinais de v deo atrav s de enlaces pticos via fibra e grandes incentivadoras do desenvolvimento de tecnologias capazes de transportar sinais de v deo anal gicos multiplexados em fregii ncia via fibra Dentro dessa abordagem alimentad
290. rquitetura do sistema O padr o criado para o modelo OSI ent o define exatamente o que cada camada deve fazer mas n o define como isto ser feito ou seja define os servi os que cada camada deve prestar mas n o o protocolo que o realizar Este primeiro passo j est bem definido pela ISO A defini o dos protocolos de cada camada ent o fica por conta do segundo passo Esta parte tamb m est definida pela ISO mas realizado por grupos de estudo diversos Este passo uma tarefa muito din mica pois novas tecnologias de transmiss o surgem a todo instante Portanto por um lado temos alguns padr es bem documentados mas por outro temos tecnologias emergentes que precisam ser adaptadas s condi es do modelo OSI e ainda est o em processo de defini o J a terceira etapa n o uma fase de responsabilidade da ISO Esta etapa de defini o de perfis funcionais realizada por cada pa s que escolhe os padr es que lhe cabem baseados em condi es tecnol gicas base instalada vis o futura etc Por exemplo no Brasil temos o Perfil Funcional do Governo Brasileiro A escolha do Perfil Funcional uma etapa importante pois apesar de dois sistemas seguirem o Modelo OSI se eles adotarem perfis diferentes eles nunca v o conseguir interoperar A arquitetura OSI foi desenvolvida a partir de tr s elementos b sicos e os processos de aplica o existentes no ambiente OSI e as conex es que ligam os processos de ap
291. s culo XXI 7 5 1 AMPS O AMPS Advanced Mobile Phone Service foi desenvolvido pela Illinois Bell empresa de telecomunica es daquele estado americano em cuja capital Chicago o primeiro padr o de telefonia celular foi implantado comercialmente A tabela abaixo apresenta algumas caracter sticas do padr o 870 a 890 MHz Bandas de FDD 825 a 845 MHZ 3 F Espa amento entre canais N mero de canais 666 Taxa de transmiss o de dados Tabela 7 5 1 Caracter sticas do AMPS No Brasil terminais anal gicos n o s o mais comercializados No entanto as operadoras s o ainda obrigadas a manter suas centrais e ERB s anal gicas funcionando H dois motivos para isso o n mero significativo de terminais anal gicos ainda existentes principalmente fora dos grandes centros e a falta de cobertura total dos padr es digitais o que obriga a realiza o de roaming anal gico o celular digital passa a operar em AMPS O padr o AMPS evoluiu para o D AMPS tamb m conhecido por TDMA 223 7 5 2 GSM Surgimento A tecnologia GSM Global System for Mobile Communication foi desenvolvida com a finalidade b sica de integrar em um nico sistema m vel os v rios pa ses da Europa Na poca do desenvolvimento do padr o existiam no continente diversos sistemas em opera o que eram incompat veis entre si O novo sistema deveria permitir a livre movimenta o entre os diversos pa ses o que ocorre frequentemente na Europa
292. s IP s o 4 n meros decimais separados por pontos Um exemplo disso o endere o 166 122 23 130 Tenha em mente que um n mero decimal um n mero de base 10 o tipo de representa o que usamos no dia a dia Endere o de Broadcast e de Rede Se o seu computador quisesse se comunicar com todos os dispositivos em uma rede seria muito pouco pr tico escrever os endere os IP de todos os dispositivos Voc pode tentar usar dois endere os ligados por um h fen indicando que est se referindo a todos os dispositivos dentro de um intervalo de n meros mas isso tamb m seria pouco pr tico Existe entretanto um m todo mais r pido Um endere o IP que termine com 0 s zeros bin rios em todos os bits de host reservado para o endere o de rede algumas vezes chamado de endere o de cabo Assim em um exemplo de rede de classe A 113 0 0 0 o endere o IP da rede que cont m o host 113 1 2 3 Um roteador usa um endere o IP de uma rede ao encaminhar dados na Internet Em um exemplo de rede de classe B o endere o IP 176 10 0 0 o endere o de uma rede Os n meros decimais que preenchem os dois primeiros octetos em um endere o de rede de classe B s o atribu dos e s o n meros de rede Os dois ltimos octetos cont m 0 s porque esses 16 bits s o n meros de host e s o usados para os dispositivos conectados rede O endere o IP do exemplo 176 10 0 0 reservado para o endere o da rede Ele nunca vai ser usado co
293. s caracter sticas aleat rias das filas se mant m est veis o tempo todo significando que oscilam em torno de um valor m dio como por exemplo o tamanho m dio o tempo m dio de espera o tempo m dio de atendimento etc A 3 PRELIMINARES MATEM TICAS Consideremos o sistema de filas da Figura A 3 1 em situa o est vel na qual clientes chegam e entram em fila existindo M servidores para atend los Seja o ritmo m dio de chegada e u o ritmo m dio de atendimento de cada atendente Dentre as vari veis aleat rias que estudaremos neste Ap ndice algumas ser o freqientemente citadas e as chamaremos vari veis aleat rias fundamentais o que mostramos na Figura A 3 1 e explicaremos a seguir 264 Chegada Fila Atendimento Saida GA TF NF M TA NA UH Sistema TS NS e Vari veis Referentes ao Sistema TS Tempo M dio de Perman ncia no Sistema NS N mero M dio de Clientes no Sistema e Vari veis Referentes ao Processo de Chegada Ritmo M dio de Chegada IC gt Intervalo M dio entre Chegadas Por defini o IC 1 e Vari veis Referentes Fila TF gt Tempo M dio de Perman ncia na Fila NF N mero M dio de Clientes na Fila e Vari veis Referentes ao Processo de Atendimento TA Tempo M dio de Atendimento ou de Servi o M gt Quantidade de Atendentes NA N mero M dio de Clientes que est o sendo Atendidos u Ritmo M dio de Atendimento de cada Atendente Por d
294. s de desempenho do sistema telef nico 108 53 PRINC PIOS DO DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA TELEF NICO Por Girard 1990 os princ pios b sicos para dimensionar o sistema telef nico s o As v rias partes de um sistema telef nico podem ser ampliadas em etapas O tamanho de cada etapa escolhido de forma a satisfazer as condi es determinadas por um per odo de tempo espec fico normalmente 6 meses Para este per odo faz se uma previs o das poss veis varia es e crescimento do tr fego 5 3 1 Fatores que afetam o dimensionamento Podemos citar como principais fatores que afetam o dimensionamento dos rg os do sistema telef nico os seguintes Rendimento depender do tr fego efetivamente conduzido ou do n mero de conversa es estabelecidas Despesa depender do n vel do servi o a ser prestado aos assinantes sob condi es de pico de tr fego Volume de Tr fego a maior parte do volume do tr fego conduzido escoada quando n o h congestionamento Por isso importante para o c lculo do rendimento do tr fego Aus ncia de Congestionamento o dimensionamento do sistema prev congestionamento pois economicamente se ele n o existe significa que o sistema foi superdimensionado gerando gastos desnecess rios Melhoria no grau de servi o resulta geralmente em um crescimento no tr fego quando se nota maior facilidade em completar liga es e estabelecer conex es Fatores humanos
295. s de sub redes e fornecem flexibilidade de endere amento Os endere os de sub rede s o atribu dos localmente normalmente pelo administrador da rede de forma semelhante parte do n mero do host dos endere os de classe A B ou C Al m disso como os outros endere os IP todos os endere os de sub rede s o exclusivos Os endere os de sub rede incluem a parte da rede de classe A classe B ou classe C mais um campo de sub rede e um campo de host O campo da sub rede e o campo do host s o criados a partir da parte original do host para toda a rede A habilidade de decidir como dividir a parte original do host em novas sub redes e campos de host permite que haja flexibilidade no endere amento para o administrador da rede 153 Para criar um endere o de sub rede um administrador de rede toma emprestados bits do campo do host e os designa como o campo da sub rede O n mero m nimo de bits que podem ser emprestados 2 Se voc tomasse emprestado apenas 1 bit para criar uma sub rede teria apenas um n mero de rede a rede 0 e o n mero de broadcast a rede 1 O m ximo de bits que podem ser emprestados qualquer n mero de bits que deixe pelo menos 2 bits para o n mero do host Neste exemplo de um endere o IP de classe C foram tomados emprestados bits do campo do host para o campo da sub rede Rede Rede Rede SM Host 11000000 0 00000101 0 00100010 06 00001011 Figura 6 4 6 Exemplo de endere amento usando sub red
296. s equipamentos envolvidos com a digitaliza o t m restringido o uso de fibras pticas em sistemas CATV com transmiss o se sinais de v deo principalmente na forma anal gica Um dos primeiro sistemas comerciais de CATV com fibras pticas foi instalado em 1976 em Hasting Inglaterra Este sistema pioneiro tinha uma extens o de 1 4 Km distribuindo sinais de v deo para 34 000 assinantes Um outro exemplo de sistema pioneiro de transmiss o de v deo por fibras pticas neste caso de transmiss o de v deo digital dado pelo sistema instalado na cidade de London Ont rio Canad interligando um est dio central de distribui o ao conversor de fregii ncias head end na extremidade do cabo tronco CATV A transmiss o digital dos sinais de v deo neste sistema feita 322 Mbps em um cabo ptico com 8 fibras transportando 12 canais de v deo e 12 canais FM est reos numa dist ncia de 7 8 Km No Jap o um sistema experimental de CATV por fibras pticas opera a 900 Mbps com 8 canais de v deo e 16 canais de udio num tronco de at 20 Km Grandes avan os neste campo s o esperados s o esperados com a introdu o de multiplexa o por divis o em fregii ncia atrav s dos sistemas pticos coerentes 4 13 6 Sistemas de Energia e Transporte A difus o das fibras pticas nas redes p blicas de telecomunica es tem estimulado a aplica o desse meio de transmiss o em sistemas de utilidade p blica que prov m suas pr pri
297. s inova es Rotas expl citas 192 Uma capacidade fundamental do MPLS o suporte a rotas expl citas Esse tipo de rota bem mais eficiente que a op o original do IP Tamb m prov uma parte da funcionalidade necess ria engenharia de tr fego Caminhos roteados explicitamente tamb m permitem a cria o dos t neis opacos que podem levar qualquer tipo de tr fego previamente combinado entre os dois pontos extremos Suporte a Multiprotocolo e Mullti enlace O componente de encaminhamento MPLS n o espec fico para nenhuma camada de rede espec fica Por exemplo o mesmo componente de encaminhamento poderia ser usado para IP ou IPX Tamb m pode operar praticamente sobre qualquer protocolo de enlace ainda que sua nfase inicial seja ATM Modularidade Clara separa o entre as fun es de encaminhamento e controle Cada parte pode evoluir sem impactar a outra Roteamento inter dom nio Prov uma separa o mais completa entre roteamento inter e intra dom nio Isso melhora a escalabilidade dos processos de roteamento e reduz o conhecimento de rotas necess rio dentro de um dom nio Suporte a todos os tipos de tr fego Outra vantagem menos vis vel o suporte a qualquer tipo de encaminhamento pacote nico nico com tipo de servi o e m ltiplo 193 6 8 VolP TRANSMISS O DE VOZ SOBRE IP Ao longo das ltimas d cadas pode se notar um avan o extraordin rio das redes de comuta o de pac
298. s sobre uma estrutura comum de comunica es O Retardo de Empacotamento Para exemplificar o efeito do tamanho da c lula no retardo de transmiss o tem se que voz PCM padr o a 64Kbps envia 1 byte a cada 125us Assim para fechar 48 bytes gasta se ms que o retardo de empacotamento A mesma coisa acontece na chegada da c lula no destino ou seja voz j atrasa 12 ms devido ao retardo de empacotamento fora o retardo de propaga o Maior payload maior retardo de empacotamento ruim para voz e bom para dados Menor payload menor retardo de empacotamento bom para voz e ruim para dados 162 Compromisso voz dados Com base no que foi visto acima formaram se dois grupos o de voz que queria um payload menor de 32 bytes e o grupo de dados que queria um payload maior de 64 bytes Dizem que foi tomada uma decis o salom nica e o payload atual de 48 bytes a m dia aritm tica entre os dois 64 32 2 6 5 5 O cabe alho UNI User Network Interface O ATM orientado conex o e o meio confi vel portanto as funcionalidades do cabe alho ATM s o reduzidas N o identifica fonte e destino utiliza identificadores n a n N o identifica a sequ ncia de c lulas para efeito de remontagem se sair de segii ncia d erro nas camadas superiores chega tudo trocado Controle de erros e retransmiss o somente no destino No cabe alho somente a gera o do HEC fun o da camada f
299. sejam adequadas para tr fegos com restri es de tempo real A corre o direta FEC acrescenta redund ncias aos pacotes de voz para viabilizar a detec o e a corre o de pacotes perdidos A varia o do atraso jitter tamb m pode degradar a qualidade da voz transmitida pois a reprodu o de um tr fego de voz deve ser feita de forma cadenciada O fator que mais contribui para o aumento da varia o do atraso a espera nas filas dos roteadores pois o tamanho destas filas est diretamente relacionado com a carga da rede Consegientemente os pacotes de voz podem sofrer diferentes atrasos em um mesmo roteador Outro fator que contribui para o aumento da varia o do atraso a possibilidade dos pacotes poderem 214 percorrer diferentes caminhos ou seja passar por diferentes roteadores o que aumenta a probabilidade de ocorrerem diferen as de atraso Para solucionar este problema s o utilizados buffers no receptor para o armazenar a voz antes de sua reprodu o Dessa forma quanto maior a varia o do atraso maior o tamanho do buffer Assim ap s a chegada no receptor cada pacote deve ser armazenado no buffer e aguardar o seu momento de reprodu o causando um aumento no atraso do pacote Caso um pacote chegue ap s o momento de sua reprodu o ele automaticamente descartado Por este motivo na escolha do tamanho do buffer existe um compromisso entre o atraso do pacote e a taxa de descarte Um buffer pequeno pode dimi
300. ser executadas por dispositivos eletr nicos A conex o continuou eletromec nica Somente na d cada de 80 a comuta o passou a ser totalmente eletr nica Essas centrais empregam computadores para a gest o de processos e s o conhecidas como Centrais de Programa Armazenado CPA s A central a que est o conectados os assinantes de uma rede telef nica em uma regi o chamada de Central Local Para permitir que assinantes ligados a uma Central Local falem com os assinantes ligados a outra Central Local s o estabelecidas conex es entre as duas centrais conhecidas como circuitos troncos No Brasil um circuito tronco utiliza geralmente o padr o internacional da UIT para canaliza o digital sendo igual a 2 Mbps ou El Em uma cidade podemos ter uma ou v rias Centrais Locais Em uma regi o metropolitana pode ser necess rio o uso de uma Central Tandem que est conectada apenas a outras centrais para otimizar o encaminhamento do tr fego As centrais denominadas Mixtas possuem a fun o local e a fun o tandem simultaneamente Estas centrais telef nicas locais est o tamb m interligadas a Centrais Locais de outras cidades estados ou pa ses atrav s de centrais de comuta o intermedi rias denominadas de Centrais Tr nsito As Centrais Tr nsito s o organizadas em classes conforme sua rea de abrang ncia sendo as Centrais Tr nsito Internacionais as de mais alta hierarquia poss vel desta forma conectar um assinante com outro e
301. servi o De um modo bastante simplificado este exemplo nos mostra a troca de primitivas em uma conversa o gen rica mas que pode ser perfeitamente aplicada a situa es mais complexas como o modelo OSI 6 3 2 Servi os e Protocolos 137 Faz se necess rio neste ponto deixar bem clara a distin o entre servi os e protocolos Um servi o um conjunto de primitivas que uma camada oferece camada superior adjacente ou seja uma interface entre duas camadas onde a inferior se comporta como provedora do servi o e a superior a usu ria do servi o O servi o define as opera es que a camada est preparada para realizar em nome de seus usu rios mas n o diz nada a respeito do modo como isso deve ser implementado J um protocolo um conjunto de regras que governa o formato e significado dos quadros pacotes ou mensagens trocados entre entidades parceiras dentro de uma mesma camada Os protocolos s o utilizados para implementar os servi os n o sendo diretamente vis veis aos usu rios ou seja o protocolo utilizado pode ser modificado desde que o servi o oferecido ao usu rio permane a o mesmo Devemos sempre lembrar que ao se falar em servi os estamos falando de camadas adjacentes n veis diferentes no mesmo sistema e ao se falar em protocolos falamos de entidades pares no mesmo n vel em sistemas diferentes Entidades Pares Servi o Protocolo Figura 6 3 7 Servi os e protocolos no modelo OSI
302. sistema celular baseado em espalhamento espectral Por conta disso diz se que a Qualcomm dona do CDMA comercial O padr o IS 95 foi aprovado em julho de 93 Ele usa um sistema h brido entre o DS CDMA e o FDMA A segii ncia usada para o espalhamento espectral depende do sentido da comunica o no downlink feito por Walsh Hadamard no uplink usa se Gold ou Kasami longo A tabela a seguir mostra um quadro comparativo entre os padr es GSM e IS 95 Par metro IS 95 E 824 849 1805 1880 MHz 869 894 MHz 869 894 1710 1785 MHz 824 849 MHz M todo de acesso TDMA DS CDMA FDMA Tabela 7 5 2 Quadro comparativo entre GSM e IS 95 Evolu o do IS 95 Assim como no GSM o IS 95 tamb m chamado de CDMA One foi obrigado a evoluir para atender aos crescentes requisitos do mercado por taxas mais altas e melhores servi os No padr o europeu foi desenvolvido o GPRS e mais tarde o EDGE No americano a evolu o foi o CDMA2000 Esse padr o tem como requisitos prover servi os compat veis com os sistemas de terceira gera o e tamb m com os de segunda Na caminhada rumo 3G o primeiro passo foi o CDMA2000 1X Esse sistema incrementa as taxas de transmiss o de dados via pacotes e aumenta a velocidade da rede bem como eleva a capacidade de tr fego de voz em aproximadamente 2 vezes se comparado s redes CMDA tradicionais O 1X significa uma vez 1 25 MHz a largura de banda padr o de uma operado
303. sse Classe D Sincroniza o entre N o necess ria origem e destino transmiss o Modo de conex o Orientado conex es N o orientado a conex es Exemplo de Emula o de Video e udio Transfer ncia Transfer ncia servi os circuitos video a taxas de dados de dados n o a taxa constante vari veis orientada orientada comprimidos conex es conex es Protocolo AAL AAL AAL 3 4 Tabela 6 5 1 Classifica o dos servi os Alguns requisitos dos servi os de classes A e B que t m como exemplo v deo a taxa constante A e v deo e udio a taxa vari vel B s o Pequeno retardo m ximo de transfer ncia no pior caso id ntico ao atraso que haveria se um cabo ligasse diretamente os dois pontos Varia o de atraso desprez vel 167 Transporte de dois bits bytes com manuten o do intervalo entre eles Tratamento adequado de perdas duplica es e erros em c lulas recebidas Tratamento do rel gio para manter o correto tempo entre as c lulas Alguns requisitos dos servi os de classes C e D que t m como exemplo transfer ncia de dados orientada a conex es C e transfer ncia de dados n o orientada conex es D s o Retardo m ximo de transfer ncia moderado Varia o moderada do atraso Aus ncia de requisito de sincroniza o entre unidades de dados 168 6 6 SDH Rede SDH o conjunto de equipamentos e meios f sicos de transmiss o que comp
304. sses capilares s o cilindros conc ntricos com determinadas espessuras e com ndices de refra o tais que permitam o fen meno da reflex o interna total O centro miolo da fibra chamado de n cleo e a regi o externa chamada de casca Para que ocorra o fen meno da reflex o interna total necess rio que o ndice de refra o do n cleo seja maior que o ndice de refra o da casca Os tipos b sicos de fibras pticas s o e fibra de ndice degrau e fibra de ndice gradual e fibra monomodo 4 3 1 Fibra de ndice Degrau Step Index Este tipo de fibra foi o primeiro a surgir e o tipo mais simples Constitui se basicamente de um nico tipo de vidro para compor o n cleo ou seja com ndice de refra o constante O n cleo pode ser feito de v rios materiais como pl stico vidro etc e com dimens es que variam de 50 a 400 u m conforme o tipo de aplica o A casca cuja a fun o b sica garantir a condi o de guiamento da luz pode ser feita de vidro ou pl stico e at mesmo o pr prio ar pode atuar como casca Essas ltimas chamadas de bundle s o limitadas quanto capacidade de transmiss o possuem atenua o elevada maior que 5 dB km e pequena largura de banda menor que 30 MHz km e s o utilizadas em transmiss o de dados em curtas dist ncias e ilumina o 64 nir FIBRA MULTIMODO INDICE DEGRAU PULSO ENTRADA 125 pm Figura 4 3 1 Fibra mult modo ndice degrau 4
305. ssim entender porque uma nota musical qualquer tocada em dois instrumentos distintos pode ser diferenciada 10 1 3 INTRODU O AO SISTEMA TELEF NICO 1 3 1 Aparelho Telef nico O aparelho telef nico o respons vel pela origem e recep o das liga es Apesar de seu aspecto simples ele desempenha um grande n mero de opera es Suas fun es incluem e Solicita o para o uso do sistema telef nico quando o monofone levantado e Indicar que o sistema est pronto para uso por meio da recep o do tom de discar e Enviar o n mero do telefone chamado ao sistema e Indicar o estado da liga o por meio de sinaliza o ac stica e Acusar o recebimento de uma liga o com o toque da campainha e Converter a voz em sinais el tricos para a transmiss o e Ajustar automaticamente a mudan a de pot ncia e Sinalizar ao sistema o t rmino de uma liga o A figura abaixo ilustra o um telefone com seus principais componentes Os telefones funcionam com tens o cont nua de 48 V quando no gancho corrente de opera o de 20 a 80 mA perda t pica de enlace de 8 dB e distor o de 50 dB Receptor Gancho Teclado Figura 1 3 1 Principais componentes de um telefone O telefone dec dico no qual os d gitos s o transmitidos por segii ncias de pulsos est com seus dias contados A figura abaixo mostra uma vers o do teclado de um telefone multifrequencial no qual os d gitos s
306. ssoais e surgem como op o de baixo custo para os servi os celulares O objetivo tamb m embutir servi os de comunica o de dados na forma de mensagens bem como servi os de curta dist ncia para comunica o em ambientes fechados ou para comunica o entre pr dios 7 7 2 A rede e servi os de comunica es pessoais PCN e PCS O PCS personal communications service uma designa o dada para servi os pessoais de comunica es sem fio que utilizam o conceito de a qualquer hora em qualquer lugar Atualmente esta sigla est mais voltada para o espectro de fregii ncias que s o utilizadas pelas companhias de comunica es m veis como a telefonia celular e o paging na 249 posi o de 2 GHz Esta tecnologia conhecida no Jap o como PHS personal handy phone system e na Europa como PCN personal communication network O PCS similar ao servi o de telefone celular mas enfatizando o servi o pessoal com grande mobilidade Como o celular o PCS para usu rios m veis e requer um n mero de antenas para atender uma rea de cobertura medida que o usu rio se move o sinal do telefone captado pela antena mais pr xima e ent o repassado para uma esta o base que o conecta a uma rede com fio O aparelho para PCS ligeiramente menor que o aparelho celular O pessoal no PCS distingue esse servi o por enfatizar que diferentemente do celular que foi projetado para uso nos carros com trans
307. stas seriam portanto as principais vari veis relacionadas ao som no campo ac stico Conforme citado acima o ar ambiente constitui um meio pelo qual o som pode ser transmitido Entretanto outros meios quer s lidos ou liquidos podem servir para sua propaga o Constata se que um meio com maior densidade isto um s lido propaga som melhor com menos perdas que o ar Por exemplo uma pessoa que encosta seu ouvido no trilho da linha f rrea pode constatar a presen a de um trem a longa dist ncia mesmo sem conseguir ouvi lo pelo ar 1 2 1 Caracter sticas da Onda Sonora e da Voz Per odo e Freq ncia Cada oscila o de um corpo pode se repetir no tempo o intervalo de tempo no qual uma onda se reproduz chamado de per odo A defini o de freq ncia o n mero de vezes que essa onda se repete por segundo Amplitude a medida de qu o afastada do referencial est a amostra do som num determinado instante Comumente d se este nome ao maior destes valores Comprimento de Onda uma rela o entre a velocidade de propaga o do som no meio e sua freq ncia A f rmula a seguir explicita tal rela o A v f 1 As formas de onda podem ser caracterizadas como simples ou complexas Uma forma de onda simples constitu da por uma nica freq ncia Uma forma de onda complexa composta por duas ou mais freq ncias neste caso a mais baixa ser denominada de freq ncia fundamental tom princip
308. stes bits tamb m est o codificados pelo c digo de Gray em rela o aos 4 quadrantes Esta codifica o minimiza a probabilidade de erro Os QAM com M 16 e M 32 s o muito usados por modems de computador que transmitem dados pela linha telef nica padr es V 16 e V 32 Os pontos de mensagem n o possuem a mesma energia pois n o possuem a mesma dist ncia at a origem n o est o distribu dos em uma circunfer ncia como no PSK M rio Surge a necessidade de se definir a energia m dia da constela o como sendo UM DE Ey 3 ent o define se a probabilidade de erro em fun o da energia m dia 299 IR 1 3E ie o ma Abaixo s o mostradas as constela es do PSK M rio e do QAM M rio para M 16 Figura B 5 2 Constela es do PSK 16 e do QAM 16 300 Bibliografia O 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 ALENCAR Marcelo Sampaio de Telefonia Digital 4 ed S o Paulo Editora rica 1998 ALENCAR Marcelo Sampaio de Sistemas de Comunica es 1 ed Editora rica 2001 RUIZ Roberto O Telefone uma das mais simples e fabulosas cria es do engenho humano Celta Ed e Publicidade CTB 1973 HALL Donald B Basic Acoustics California State University Harper amp Row Publishers DINIZ Paulo S R Principles of Wireless Communications Apostila 2003 REIMEIRS Ulrich Digital Video Broadcasting T
309. tais para o funcionamento da central o processador central onde residem todos os programas de controle gerenciamento e supervis o e a matriz de comuta o bloco respons vel pela comuta o f sica de circuitos Nas se es a seguir trataremos desses dois elementos especificamente 3 2 1 O processador central O processador central de uma central CPA T geralmente um computador com projeto especializado ou dedicado O sistema operacional engloba os programas orientados para o sistema tais como controle e execu o dos programas procedimentos de entrada e sa da e temporiza o al m de fun es de seguran a e supervis o O software de aplica o inclui programas orientados para o usu rio que realizam tarefas de processamento das liga es de opera o e manuten o supervis o e controle de tr fego 45 3 2 2 A matriz de comuta o ou estrutura de comuta o A matriz ou estrutura de comuta o um elemento chave de funcionalidade para a central Ela realiza a comuta o propriamente dita como o pr prio nome indica Conceitualmente podemos entender a matriz de comuta o como um conjunto entrela ado de linhas e colunas que se conectam estabelecendo o caminho fisico para a passagem do sinal Figura 3 2 2 O conceito de matriz de comuta o Assim se quis ssemos conectar o ramal n mero um disposto na primeira linha com digamos o ramal n mero sete disposto na s tima linha utilizar amos
310. tamente aos assinantes sob a forma sonora e tem por finalidade indicar o estado de opera o dos sistemas telef nicos Esta a nica sinaliza o percept vel pelos assinantes Os sinais s o os seguintes e O Tom de discar a sinaliza o enviada pela central ao assinante chamador indicando que a mesma est pronta para receber e armazenar os n meros teclados 18 O Tom de controle de chamada enviado pela central indicando ao chamador que o usu rio de destino est sendo chamado Este sinal enviado juntamente com a corrente de toque que vai para o assinante chamado O Tom de ocupado enviado ao assinante chamador indicando uma das seguintes ocorr ncias o assinante chamado est ocupado h congestionamento em algum ponto da rede o chamador n o observou as regras de discagem o n mero discado n o est acess vel categoria do chamador o terminal que ret m a chamada desligou Este sinal gerado pela central do assinante chamador O Tom de n mero inacess vel enviado ao assinante chamador para indicar que a chamada n o pode ser completada por uma das seguintes raz es o n mero chamado n o existe a linha do assinante chamado est com defeito o n mero do assinante mudou Em algumas situa es este tom substitu do por uma mensagem gravada O Tom de aviso de chamada em espera o sinal enviado por uma central aos terminais envolvidos em uma conversa o ou apenas ao terminal chamado qu
311. tar os servi os concedidos 92 A Ethernet ptica permite que as corpora es ganhem a vantagem competitiva de suas redes reduzindo seus custos fornecendo informa o mais r pida aumentando a produtividade dos empregados e melhorando a utiliza o dos recursos A revolu o trazida pela Ethernet ptica ser limitada somente por nossas imagina es fornecendo em uma nica solu o uma rede mais r pida simples e confi vel 93 4 13 A FIBRA PTICA E SEUS USOS ATUAIS 4 13 1 Sistemas de Comunica o As redes p blicas de telecomunica es prov m uma variedade de aplica es para os sistemas de transmiss o por fibras pticas As aplica es v o desde a pura substitui o de cabos met licos em sistemas de longa dist ncia interligando centrais telef nicas urbanas e interurbanas at a implanta o de novos servi os de comunica es por exemplo para as Redes Digitais de Servi os Integrados RDSI 4 13 2 Rede Telef nica Uma das aplica es pioneiras das fibras pticas em sistemas de comunica o corresponde aos sistemas tronco de telefonia interligando centrais de tr fego interurbano Os sistemas tronco exigem sistemas de transmiss o em geral digitais de grande capacidade envolvendo dist ncias que v o tipicamente desde algumas dezenas at centenas de quil metros e eventualmente em pa ses com dimens es continentais at milhares de quil metros As fibras pticas com suas qualida
312. te um equil brio entre desempenho e custo est em jogo O planejamento de uma central telef nica afetado pelos seguintes aspectos Demanda de Assinantes Representa a simples vontade de uma pessoa conversar com outra via servi o telef nico Facilidades para os Assinantes Representa os servi os e facilidades oferecidas aos assinantes como servi o de busca desvio de chamadas entre outros S o regulamenta es da ITU T e praticas da 104 DO Telebr s a serem seguidas Estrutura Deve se garantir que n o existam defeitos no sistema ou que na pior das hip teses eles sejam bem raros Expans o E importante que em todas as etapas do projeto de uma central telef nica se tenha em mente que ela estar em constante expans o Otimiza o da Rede Representa a busca pelo melhor arranjo de vias e centrais sempre procurando a melhora do servi o cobertura e qualidade de transmiss o oferecido aos assinantes Tempo de Reten o E o tempo em que uma liga o ocupa o canal Conceito de Trafego Produto da taxa media de chamadas durante um intervalo de tempo pelo tempo m dio de reten o dessas chamadas durante o mesmo intervalo Tabela 5 1 1 Termos de planejamento Chamadas em progresso FL Ei qr gi E qi 0 1 gt 3 4 tmin Figura 5 1 1 Conceito de tr fego para curta dura o 105 5 2 TR FEGO E CONGESTIONAMENTO Para projetar os sistemas telef nicos conforme vimos anteriorm
313. tem um amplo conjunto de facilidades para os assinantes incluindo o Discagem abreviada o Transfer ncia de chamadas o Restri o s chamadas recebidas o Conta telef nica detalhada 42 o Identifica o de chamadas maliciosas Facilidades administrativas S o facilidades operacionais do tipo o Controle das facilidades dos assinantes o Mudan a no roteamento para evitar congestionamento de curto prazo o Produ o de estat sticas detalhadas do funcionamento da central Velocidade de estabelecimento da liga o As conex es podem ser estabelecidas atrav s de circuitos digitais reduzindo assim o tempo inicialmente atrelado a caracter sticas f sicas humanas da ordem de alguns segundos para o tempo de processamento digital da ordem de micro segundos Al m disso a repeti o autom tica das chamadas na pr pria central pode ser programada para evitar congestionamento na rede Economia de espa o Ocorre em vista das dimens es reduzidas das centrais de programa armazenado Facilidade de manuten o Os equipamentos da CPA t m uma menor taxa de falhas em rela o aos usados em centrais convencionais em fun o de n o terem partes m veis Potencial para outros servi os Servi os como transmiss o de dados e confer ncia s o facilmente implementados e gerenciados em centrais de programa armazenado Custo As centrais de programa armazenado s o mais econ micas para manter e t m um custo de ca
314. terurbanas e os respectivos entroncamentos os sinais s o multiplexados e transmitidos em banda larga Os meios de transmiss o usados s o transmiss o por cabo r dio digital fibra tica e transmiss o via sat lite Para os servi os digitais absorvidos pela rede telef nica necess rio utilizar meios de alta capacidade TDM s de ordem elevada e hierarquia digital s ncrona SDH 2 6 1 Codifica o de Linha O pulso b sico de transmiss o digital Figura 2 6 2 o pulso retangular ou fun o porta representado pela equa o p t A ut T 2 u t T 2 ou asdf 2 pl bse 29 em que u t a fun o degrau unit rio dada por A transformada de Fourier do pulso b sico dada por ST AO A 4 cr A joz 2 o dp 2 Fea p 12 k E o 25 2j sen 3 que pode ser escrita como sen 3 2 03 2 F AT Sa gt F amp ar e finalmente sen x em que Sa x Essa ltima fun o conhecida como fun o amostragem ou sampling cujo m dulo est ilustrado na Figura 2 6 3 A banda passante para a transmiss o do pulso pode ser obtida considerando se o primeiro cruzamento em zero do espectro ou seja De T X 9 T 2 0 T 2 t Figura 2 6 2 Pulso b sico de transmiss o n Ew 6x2 T 4niT 2m T O 2x 4niT xT Figura 2 6 3 Espectro do pulso b sico de transmiss o 30 Conforme ilustrado na figura 2 6 3 o espectro do sinal espalha se em uma
315. tir de unidades de quadros de servi os provindas da camada de rede e reconhecimento de quadros a partir da cadeia de bits vinda do n vel f sico e controle de fluxo controla a taxa de transmiss o dos quadros evitando que o sistema transmissor envie dados a uma taxa maior do que o receptor consegue processar Utiliza para isso mecanismos como stop and wait positive acknowledgment ACK e sliding window e controle de acesso ger ncia do acesso ao meio de transmiss o e controle de erro a camada de enlace deve detectar erros de transmiss o de formato e de opera o devidos a problemas de conex o f sica ou mau funcionamento da pr pria camada Os erros mais comumente detectados s o erros devidos a perdas duplica o n o ordena o e danifica o de quadros e controle de sequ ncia as unidades de dados de servi o de enlace devem ser entregues entidade de rede de destino na mesma ordem em que s o recebidas da entidade de rede de origem e gerenciamento a camada de enlace deve exercer algumas fun es de gerenciamento relacionadas qualidade do servi o prestado caracterizada por tempo m dio entre erros irrecuper veis taxa de erro residual decorrente da altera o perda duplica o e n o ordena o dos quadros disponibilidade do servi o atraso de tr nsito e throughput vaz o 140 O protocolo de enlace mais conhecido o HDLC antecessor de outros como LAPB LAPDe LLC 6 3 5 Camada de Rede A
316. tivos s o e interoperabilidade capacidade que os sistemas abertos possuem de troca de informa es entre eles mesmo que sejam fornecidos por fabricantes diversos e interconectividade a maneira atrav s da qual se pode conectar computadores de fabricantes distintos e portabilidade da aplica o a capacidade de um software de rodar em v rias plataformas diferentes e escalabilidade capacidade de um software rodar com uma performance aceit vel em computadores de capacidades diversas desde computadores pessoais at supercomputadores Para se atingir estes objetivos a ISO International Organization for Standardization passou a se ocupar em criar um padr o de arquitetura aberta e baseada em camadas Foi ent o definido o Modelo de Refer ncia para Interconex o de Sistemas Abertos Reference Model for Open Systems Interconection RM OSI A utiliza o de um ambiente de sistema aberto nos oferece algumas vantagens como e liberdade de escolha entre solu es de diversos fabricantes e acesso mais r pido a novas tecnologias e a pre os mais acess veis j que mais barato e r pido fabricar produtos baseados em uma plataforma padr o e redu o de investimentos em novas m quinas j que os sistemas e os softwares de aplica o s o port veis para os v rios tipos de m quinas existentes A ado o de um modelo baseado em camadas tamb m n o arbitr ria Considerando que uma rede de computadores tem como
317. tral telef nica 52 M dulo um elemento funcional implementado fisicamente em um sub bastidor caracterizado pelo fato de conter at quatro subm dulos e uma interface de acesso aos planos IAP T de comuta o da central O subm dulo o elemento funcional que possui um controlador processador podendo ter sua fun o hardware distribu da por uma ou mais placas para atender a fun es espec ficas O n mero de planos de comuta o em um central Tr pico R varia de um a no m ximo tr s Os tr s tipos de m dulos existentes que j foram citados s o os seguintes e M dulos de Terminais MT e M dulo de Comuta o MC e M dulo de Opera o e Manuten o MO A evolu o das centrais atrav s da compacta o e do empacotamento realizado possibilitou a exist ncia de um nico m dulo de comuta o e opera o MCO substituindo os m dulos de comuta o e m dulo de opera o e manuten o que se apresentavam em m dulos separados 53 3 7 ESTRUTURA DO SOFTWARE DA CENTRAL O software das centrais Tr pico R possui uma estrutura que agrupa todas as fun es pertinentes a uma central telef nica associada s fun es pertinentes tecnologia digital Esses agrupamentos que cumprem fun es inerentes ao processamento supervis o e ger ncia de um sistema telef nico deram origem ao que se denomina Blocos de Implementa o BI Um BI software a menor divis o da estrutura funcional do software d
318. tre 10 000 e 50 000 A tend ncia com rela o implanta o de redes de entroncamentos sugere um n mero menor de centrais com grandes capacidades conectadas por an is a fibra ptica tolerantes a falhas e usando transmiss o segundo os padr es do SDH Outra arquitetura de rede de faixa larga que emprega ATM e SDH a rede de pacotes de faixa larga Os n s de acesso t m papel semelhante ao de uma central de comuta o convencional com a diferen a de que s o capazes de realizar comuta o de sinais com faixas largas Nesse tipo de ambiente toda a infra estrutura de transmiss o baseia se em tecnologia fot nica 4 12 2 Ethernet ptica Introdu o Fundamentalmente a Ethernet ptica representa a combina o e a extens o de duas tecnologias existentes Ethernet e Sistemas pticos Esta uni o aproveita o melhor de ambos e amplia suas potencialidades para criar um novo paradigma que fundamentalmente muda a maneira com que os provedores de servi os e as corpora es planejam controlam e operam suas redes uma tecnologia que combina a onipresen a a flexibilidade e a simplicidade do Ethernet com a confiabilidade e a velocidade dos Sistemas pticos Os atributos resultantes da Ethernet ptica simplicidade velocidade e confiabilidade removem o estrangulamento da largura de faixa entre a LAN a MAN ea WAN 85 Ethernet em Casa Ethernet na Empresa Ethernet na Rede Inteira Ethernet na Optical WAN Ether
319. tri o pelo assinante Transfer ncia autom tica em caso de n o responde N o perturbe Prioridade Registro detalhado de chamadas originadas Chamadas registradas Despertador autom tico chamada em espera Consulta Confer ncia e Identifica o do assinante chamador BINA A central Tr pico RA permite interface com telefones dec dicos e multifrequ nciais telefone p blico acesso digital a 64 Kbit s CPCT com ou sem DDR central telef nica 58 comunit ria CTC concentradores e respondedores autom ticos Os entroncamentos s o efetivados atrav s de juntores digitais anal gicos a dois e quatro fios juntores para mesas operadoras e juntores para m quina anunciadora A tarifa o efetuada por meio de bilhetagem autom tica multimedi o e servi o medido local com 16 grupos de modalidades de tarifa agendados independentemente 256 classes de cad ncia e 128 c digos de tarifa reversa para assinante e rota de sa da e transmiss o de dados de tarifa o remota Al m da sinaliza o MFC as centrais Tr pico RA utilizam a sinaliza o por canal comum A sinaliza o comum composta por sub sistema de transfer ncia de mensagens sub sistema de usu rio RDSI sub sistema de usu rio telef nico e sistema de controle de conex o de sinaliza o As principais caracter sticas operacionais s o e Condi es para criar suprimir modificar e interrogar dados de assinantes juntores encaminhamentos sinaliza
320. tro instante por exemplo a tentativa de conseguir uma linha telef nica recebendo o sinal de ocupado ou de que n o h linha dispon vel e Tempo M dio de Espera na Fila Esta a caracter stica capaz de nos causar irrita o quando estamos em uma fila de espera O ideal que n o exista espera mas esta nem sempre a melhor solu o do ponto de vista econ mico Se entrarmos em uma fila com 10 pessoas nossa frente o tempo de espera ser igual ao somat rio dos tempos de atendimento de cada um dos clientes na nossa frente ou possivelmente ser igual a 10 vezes a dura o m dia de atendimento Tal como o tamanho m dio da fila o tempo m dio de espera depende dos processos de chegada e de atendimento Como exemplo de aplica o dessas caracter sticas de uma fila imagine se agora instalado em uma poltrona dentro de um banco com a finalidade de observar o funcionamento da fila formada por pessoas que desejam um novo tal o de cheques No per odo de meia hora voc verificou que chegaram ao sistema 12 pessoas Cliente 1234567891 112 01 Intervalo 2 3 3 3 5 O 1 5 1 4 1 2 Momento 2 5 8 1 1 1 1 2 2 2 30 1 6 6 7 2 3 7 8 O valor zero acima significa que o sexto cliente chegou junto com o quinto O valor m dio dos dados cima de 2 5 minutos e portanto o sistema acima funcionou com um ritmo m dio de 24 chegadas por hora Por outro lado os dados anotados para cada atendimento s o os seguintes com os valor
321. ue a modula tem valor zero Soromlt Sorombf ai E E ela Figura 7 6 4 Representa o de seq ncia bin ria em OFDM 244 O fato de se transmitirem v rios s mbolos de dura o T ao mesmo tempo cada qual em sua portadora n o faz com que a taxa de transmiss o do sistema OFDM seja maior que a de um sistema que utiliza uma nica portadora com banda igual soma das bandas das m ltiplas portadoras do sistema OFDM Isso porque quando se aumenta a banda de uma portadora a dura o do s mbolo que ela carrega diminui na mesma propor o e vice versa Suponha por exemplo uma banda W a ser utilizada para transmiss o de s mbolos Pode se dividir essa banda entre N portadoras resultando numa banda de W N para cada cada qual carregando um s mbolo de dura o T Como no sistema OFDM podem se transmitir todos esses N s mbolos simultaneamente a taxa de transmiss o ser N T Se for utilizada essa mesma banda W num sistema com uma nica portadora o nico s mbolo que poder ser transmitido de cada vez ter dura o T N Assim esse sistema tamb m ter taxa de transmiss o N T como no OFDM Neste ponto deve se mencionar que a atenua o sofrida por cada portadora de um sistema OFDM praticamente plana visto que cada uma dessas portadoras tem largura de banda estreita Isso torna a equaliza o um processo bastante f cil caso se conhe a ou se tenha como estimar o canal a equaliza o feita somente ajustan
322. ue ocasiona um aumento nos tempos de produ o As consequ ncias disto s o aumento nos custos e atrasos no atendimento aos pedidos dos clientes O ideal seria a n o exist ncia de filas Se isto realmente ocorresse certamente n o ter amos clientes aborrecidos mas isto nem sempre poss vel pois tal situa o implicaria em um custo extremamente elevado para manter uma disponibilidade infinita de recursos para atender a qualquer demanda de clientes Portanto apesar de n o serem simp ticas e causarem preju zos temos que conviver com as filas na vida real visto ser antiecon mico superdimensionar um sistema para que nunca existam filas O que se tenta obter um balanceamento adequando que permita um atendimento aceit vel pelo menor custo A abordagem matem tica de filas se iniciou no princ pio do s culo XX 1908 em Copenhague Dinamarca atrav s de A K Erlang considerado o pai da Teoria das Filas quando trabalhava em uma companhia telef nica estudando o problema de redimensionamento de centrais telef nicas Foi somente a partir da segunda guerra mundial que a teoria foi aplicada a outros problemas de filas Apesar do enorme progresso alcan ado pela teoria in meros problemas n o est o ainda adequadamente resolvidos por causa da complexidade matem tica A 2 CONCEITOS B SICOS Na figura abaixo aparecem os elementos que comp em uma fila Nela temos que de uma certa popula o surgem clientes que formam uma fila e qu
323. ultiplexa o no software e no hardware e tinham procedimentos de manuten o diferenciados Os usu rios desses equipamentos solicitaram ao mercado fornecedor que desenvolvesse uma padroniza o de tecnologias e equipamentos de forma a possibilitar a utiliza o de equipamentos de diferentes fornecedores numa mesma rede A tarefa de criar tais padr es come ou em 1984 junto com outras frentes de trabalho para outras tecnologias e ficou inicialmente a cargo da ECSA EUA Exchange Carriers Standards Association A ECSA desenvolveu o padr o SONET Synchronous Optical Network que foi adotado entre outros pa ses pelos EUA 169 Ap s algum tempo o ITU T Europa antigo CCITT envolveu se no trabalho para que um nico padr o internacional pudesse ser desenvolvido a fim de criar um sistema que possibilitasse que as redes de telefonia de distintos pa ses pudessem ser interligadas O resultado desse trabalho foi o conjunto de padr es e recomenda es conhecido como SDH Synchronous Digital Hierachy ou Hierarquia Digital S ncrona O desenvolvimento do SDH levou a um ajuste no padr o SONET para que os frames do 2 sistemas pudessem ser compat veis tanto em tamanho como em taxa de bits de forma que se pudessem interligar a redes dos 2 padr es sem problemas de interface A tabela a seguir mostra a rela o entre os sinais SONET e SDH SONET Taxa de Bits kbit s SDH STS1 OC1 51 840 STMO STS3 0OC3 155 520 STM1 STS12 OCT2 622 0
324. uta o de circuitos na comuta o de pacotes n o existe reserva de recursos do meio ou seja a capacidade do canal compartilhada entre todos os usu rios presentes Isso significa que um usu rio pode possuir em um determinado momento toda capacidade do canal assim como pode possuir muito menos que o necess rio para realizar o servi o desejado Na comuta o de pacotes nenhum usu rio desprezado por padr o apesar de existirem mecanismos para tal A classifica o de sistemas de comunica o ser explicada mais detalhadamente em cap tulos posteriores 44 As centrais telef nicas s o interligadas por entroncamentos de fibras pticas ou cabos de pares em sistemas mais antigos Elas utilizam comuta o de circuitos internamente o que torna a fase de estabelecimento da liga o a parte mais importante e complexa do processo As conex es permanecem por toda a dura o da chamada A figura abaixo mostra o diagrama de blocos de uma central hipot tica E e E o gt TERMINAL o MATRIZES ERMINA DE UE w CENTRAL COMU O CENTRAL 2 Mitis ES AM ua E OR TE FRENTE a si CONTROLE CLINTUOCE VONTRLILE perg KETONAL KIHONAL mx sn CONTROLE CENTRAL quase UEFE E 5 PROCESSADO CNATAN mannaa m ARNS ARQUIVO SEMIPIRMANENTE TEMPORARIG E Ez Figura 3 2 1 Diagrama de blocos de um central hipot tica Na figura acima podemos distinguir dois blocos fundamen
325. uta o por r tulos vs roteamento convencional Um Roteador de comuta o por r tulos LSR um equipamento que suporta tanto o componente de controle padr o IP e componente de encaminhamento por troca de r tulo A figura abaixo mostra uma rede simplificada de comuta o por r tulos e ilustra os LSRs de borda e de interior Uma rede MPLS serve ao mesmo prop sito de qualquer rede de roteamento convencional entregar tr fego a um ou mais destinos A adi o de encaminhamento por r tulo complementa mas n o substitui o roteamento convencional 184 INGRESSO EGRESSO Figura 6 7 3 Rede simplificada de comuta o por r tulos Formato de R tulos O grupo de trabalho IETF decidiu que quando poss vel o MPLS deveria usar formatos existentes de r tulos Por essa raz o MPLS suporta tr s tipos diferentes de r tulos Em hardware ATM usa os bem definidos r tulos VCI e VPI Em frame relay usa o r tulo DLCI e em qualquer outro lugar usa um novo e gen rico r tulo conhecido como Shim que se posiciona entre as camadas 2 e 3 Como o MPLS permite criar novos formatos de r tulos sem ter que trocar os protocolos de roteamento deve ser relativamente simples estender a tecnologia para formas de transporte ptico emergentes como DWDM e comuta o ptica L2 AM Figura 6 7 4 Formato dos r tulos E w a m O cabe alho Shim consiste em 32 bits em quatro partes 20 bits s o usados para o 185 QL r tulo 3 b
326. versas topologias usadas em redes a partir de uma perspectiva matem tica Depois vamos aprender como uma topologia fisica descreve o plano para cabear os dispositivos f sicos Finalmente veremos topologia l gica para ver como as informa es fluem por uma rede para determinar onde as colis es podem ocorrer Uma rede pode ter um tipo de topologia f sica e um tipo completamente diferente de topologia l gica Por exemplo a Ethernet 10Base T usa uma topologia f sica em estrela estendida mas atua como se usasse uma topologia em barramento l gica A Token Ring usa uma estrela f sica e um anel l gico A FDDI usa um anel f sico e l gico 6 2 1 Topologia de barramento A topologia de barramento tem todos os n s conectados diretamente a um link e n o tem outras conex es entre os n s Cada host conectado a um fio comum Nessa topologia os dispositivos chave s o aqueles que permitem ao host unir se ou conectar se ao nico meio compartilhado Uma vantagem dessa topologia que todos os hosts est o conectados uns aos outros e portanto podem comunicar se diretamente Uma desvantagem dessa topologia que um rompimento no cabo desconecta os hosts uns dos outros Uma topologia de barramento permite que todos os dispositivos de rede vejam todos os sinais de todos os outros dispositivos Isso pode ser uma vantagem se voc desejar que todas as informa es v o para todos os dispositivos No entanto isso pode ser uma desvantagem po
327. x Freq ncia Agora fazemos a seguinte pergunta qual a distribui o estat stica que melhor se aproxima dos dados reais acima Para respondermos a esta pergunta necessitamos comparar os dados das freq ncias relativas obtidas na Tabela A 4 2 com as distribui es conhecidas A Estatistica possui uma s rie de m todos para determinar qual modelo estat stico consegue descrever melhor um conjunto de dados experimentais Tais m todos s o baseados na minimiza o do erro m dio quadr tico entre os resultados da distribui o te rica e a distribui o dos dados obtidos por meio de experimentos Segundo esses m todos determinou se que em problemas de chegada em uma fila a distribui o que melhor descreve o comportamento estat stico a distribui o de Poisson fo 2 A 14 Onde fx representa a probabilidade de ocorrerem x chamadas telef nicas Calculando a m dia da distribui o de Poisson temos que 270 3 f a e pD a e a pD ax Efx x fQ x x qe AIS x 0 x 0 x x l x x0 amp D Fazendo uma substitui o de vari veis k x 1 temos oo a oo as Ex 0e 3 qet 3 A 16 x 0 x 1 k 0 k Reconhecendo que o somat rio de A 16 corresponde s rie de Taylor da fun o exponencial teremos que Ejs wete o A 17 Considerando que o n mero m dio de chamadas telef nicas em um dado intervalo de tempo t pode ser obtido por t pois
328. xa de erro residual etc etc e controle de segii ncia e controle de erro numera o e reconhecimento expl cito dos dados a fim de evitar perdas duplica o ou entrega fora de ordem e controle de fluxo a t cnica de controle de fluxo utilizada na camada de transporte a t cnica de aloca o de cr dito parecida com a janela deslizante e segmenta o blocagem e concatena o fim a fim adapta o tamanho da unidade de dados utilizada para as camadas de transmiss o e monitora o da qualidade do servi o a monitora o da qualidade de servi o deve ser constante caso contr rio deve ser gerada uma notifica o camada de sess o e transfer ncia de dados expressos a camada de transporte deve possibilitar esta funcionalidade e gerenciamento fun es de gerenciamento relacionadas qualidade de servi o prestado s entidades de sess o 142 6 3 7 Camada de Sess o A camada de sess o a respons vel pelo estabelecimento de sess es entre dois usu rios permitindo o transporte ordin rio de dados assim como a camada de transporte por m com alguns servi os mais refinados que podem ser teis em algumas aplica es Alguns servi os que a camada de sess o deve prover s o por exemplo e ger ncia do controle de di logo a troca de informa es entre entidades em um circuito half duplex deve ser controlada atrav s da utiliza o de tokens A camada de sess o respons vel pela posse e entrega
329. y parece perder as esperan as e considera se derrotado pela diferen a de duas horas na primazia do registro Embora tivesse excelentes id ias e estivesse no caminho certo nada faz para desenvolver os projetos que elaborou E perde assim a corrida nos anos cr ticos que se seguem A patente lhe foi concedida em 7 de mar o Bell continuou com seus experimentos para melhorar a qualidade do aparelho Acidentalmente as primeiras palavras ditas atrav s de um telefone foram de Bell Sr Watson venha aqui Eu preciso de sua ajuda em 10 de mar o de 1876 Pouco ap s receber a patente Bell apresentou sua inven o na Exposi o do Centen rio na Filad lfia Seu aparelho gerou grande interesse p blico e recebeu um pr mio no evento O Imperador Dom Pedro II esteve presente e fez uma encomenda de 100 aparelhos para o Brasil Demonstra es consecutivas superaram o ceticismo p blico sobre o telefone A primeira conversa telef nica externa foi entre Bell e Watson em 9 de outubro de 1876 e ocorreu entre as cidades de Boston e Cambridge em Massachusetts Em 1877 foi instalado o primeiro telefone residencial e foi conduzida uma conversa entre Boston e Nova Iorque usando linhas de tel grafo No mesmo ano enquanto estava em lua de mel Bell introduziu o telefone na Inglaterra e na Fran a 1 1 3 A telefonia no Brasil O Brasil figura entre os primeiros pa ses do mundo a ter em seu territ rio telefones em funcionamento A princ

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