Redes de Computadores - ipb.pthalestino/rc/Tecnologias_Acesso.pdf · Rede Fixa de Telecomunicações - Topologia ... – Definida pela UIT ... – Bidireccionale partilhado por todos

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Redes de Computadores

Tecnologias de acesso

Escola Superior de Tecnologia e Gestão

Instituto Politécnico de Bragança

Junho de 2006

Tecnologias de Acesso Redes de Computadores 2

Acesso a redes alargadas

• Acesso por modem da banda de voz (através da Rede Fixa de Telecomunicações)

• Acesso RDIS (Rede Digital com Integração de Serviços)

• Acesso DSL – Digital Subscriber Line

• Cable modems

• FWA – Fixed Wireless Access

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Transmissão digital no lacete do assinante

• As redes alargadas são, hoje em dia, redes de débito muito elevado

• O estrangulamento da largura de banda não se situa no backbone da rede alargada mas sim nos seus limites (rede de acesso)

• Surge assim a necessidade da existência de tecnologias que permitam débitos elevados nos lacetes de assinante (que usam pares de cobre na maior parte)


Rede Fixa de Telecomunicações -Topologia hierárquica

• Características– introduz vários níveis de comutaçãoCentral local → Central regional → Central interurbana →Central internacional

– permite elevado número de utilizadores com grande dispersão geográfica

– As centrais são comutadores de circuitos

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Rede Telefónica Pública Comutada Evolução (1)

Comutação

analógica

Comutação

analógica

Transmissão analógica

• Rede telefónica híbrida

Comutação

analógica

Comutação

analógica

Transmissão digital

A/D

D/A

A/D

D/A

Transmissão analógica Transmissão analógica

Telefone• Rede telefónica analógica


Rede Telefónica Pública Comutada Evolução (2)

Comutação

digital

Comutação

digital


A/D

D/A

A/D

D/A

Transmissão analógica

• Rede Digital com Integração de Serviços (RDIS)

Comutação

digital

Comutação

digital


• Rede Digital Integrada (RDI)

Acesso básico (2B+D)

ou primário (30B+D)

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Transmissão na rede de acesso• Modems:

– Transmissão de dados usando modems através das técnicas de modulação - 56 Kbps (ritmo máximo)

• RDIS - Rede Digital com Integração de Serviços• DSL (Digital Subscriber Loop)

– ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Loop) 1.5 - 16 Mbps (download), 9.6 - 640 Kbps(upload) + canal de voz

– …• HFC (Redes híbridas fibra-coaxial) - solução adoptada pela TV Cabo Portugal• FTTC (Fiber-To-The-Curb), colocar a fibra até um armário exterior às instalações do

assinante (i.e. até ao quarteirão), ligando em seguida este armário ao assinante usando o cobre - custo aceitável

• FTTH (Fiber-To-The-Home), colocar a fibra directamente até à instalação do assinante - custo elevado


Sistemas de acesso de assinante

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Acesso por modem de banda de voz

• Princípio de operação– sinal transmitido no lacete local consiste em impulsos multinível– sentido descendente: ISP → utilizador

• modem ISP: geração de palavras PCM (7 bits@ 8kHz) → 56 kbit/s• central local: conversão D/A de palavras PCM em símbolos multinível• modem utilizador: recepção de símbolos, conversão A/D e extracção de dados

– sentido ascendente: utilizador → ISP• modem utilizador: transmissão de símbolos multinível• central local: conversão A/D dos símbolos multinível em palavras PCM• modem ISP: recepção de palavras PCM e extracção dos dados


Acesso RDIS• Origem

– Definida pela UIT em 1984– Resultou da evolução natural da Rede Digital Integrada (RDI)

• Conectividade digital extremo-a-extremo– Assenta na mesma infra-estrutura da rede telefónica tradicional– Transmissão e comutação digital– Acesso digital de assinante

• Suporte de vários modos de transferência da informação– Comutação de circuitos – Comutação de pacotes

• Sinalização poderosa– Baseada em mensagens– Canais de sinalização disponíveis na interface de acesso– Possível efectuar sinalização durante uma chamada

• Integração de acesso– uma única interface para diferentes terminais– uma única interface para diferentes serviços

• Integração da sinalização– um canal de sinalização para todos os serviços suportados na interface de acesso

• Alguns benefícios– Transporte de vários tipos de informação (dados, voz, vídeo, texto e imagens)– O estabelecimento da conexão é mais rápido que no serviço telefónico analógico– Débitos superiores às comunicações telefónicas analógicas

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Integração de acesso e sinalização


Gerações RDIS• RDIS banda estreita (narrowband ISDN)

– A primeira geração– Baseada na utilização de um canal de 64 Kbps como a unidade básica de comutação

– Orientada à comutação de circuitos– Impulsionada pelo frame relay

• RDIS banda larga (broadband ISDN)– A segunda geração– Suporta taxas de dados bastante elevadas (centenas de Mbps).

– É orientada à comutação de pacotes– Impulsionada pelo ATM

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Alguns serviços integrados

• Identificação do número chamador• Restrição de identificação• Grupo fechado de utilizadores• Chamada em espera• Marcação directa de extensão• Número múltiplo de cliente• Sinalização de utilizador a utilizador• Informação de taxação• Reencaminhamento de chamadas


RDIS – Estruturas de Acesso• A ligação entre o posto central e o utilizador RDIS é usada para transportar

um número de canais de comunicação– A capacidade da ligação (logo o número de canais) pode variar de utilizador para

utilizador• Canal B (canal básico de utilizador) - 64 kbps

– transferência bidireccional de informação do utilizador: voz, dados– estabelecimento de conexão em modo circuito (feito através do canal D)

• No caso de linha dedicada, a conexão é acordada previamente não sendo necessário um protocolo para estabelecimento da ligação

– acesso a diferentes modos de comunicação (modos circuito e pacote)• Canais H - n x 64 kbps

– utilização idêntica a canais B para serviços de mais alto débito– dados de alta velocidade– fac-símile rápido– áudio de alta fidelidade– teleconferência

• Canais D - 16 / 64 kbps– Bidireccional e partilhado por todos os terminais do bus– Usado para informação de sinalização para controlo das chamadas– dados (modo pacote, com ou sem estabelecimento de conexões)

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RDIS – Tipos de acesso (1)

• Serviço básico – Destina-se aos utilizadores individuais (residenciais e pequenos escritórios)– Permite o uso simultâneo de voz e várias aplicações de dados (ligação a uma central de

alarme, fax, etc.)– Permite o estabelecimento de 2 comunicações em simultâneo sendo, por isso, equiparado

por simplicidade a 2 linhas telefónicas• Serviço primário

– Destina-se aos utilizadores que necessitem de maior capacidade, como centrais telefónicas privadas de grande porte, ou redes locais

– Se for necessário uma taxa de dados maior, pode ser fornecido mais do que um interface físico primário

• Neste caso, um único canal D pode ser suficiente para toda a sinalização, consistindo o novo interface apenas de canais B


RDIS – Tipos de acesso (2)

* Activação de terminais e multiplexagem dos canais B e D

** Manutenção e sincronização de quadros

*

**

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Acesso básico – configuração multiponto

• Visto da rede, pode existir mais do que um equipamento ligado aoacesso

• É possível ligação simultânea de até 8 terminais RDIS independentes, como um PC, Telefone, Fax ou um Videotelefone, – Apenas um (utilizando os 2 canais) ou dois equipamentos (utilizando

um canal cada) podem realizar ou receber chamadas em simultâneo


Acesso básico – configuração ponto-a-ponto

• Do ponto de vista da rede só é reconhecido um equipamento ligado a esse acesso

• Adequado para ligar centrais telefónicas privadas à RDIS

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RDIS – Modelo de 3 camadas


Estabelecimento de chamada comutada ao circuito

1. O canal D é usado para enviar o número a chamar ao comutador RDIS local

2. O comutador RDIS local usa o protocolo de sinalização SS7 para estabelecer um circuito e passar o número a chamar para o comutador RDIS remoto

3. O comutador remoto RDIS sinaliza o destino através do canal D

4. O dispositivo NT-1 de destino envia ao comutador RDIS remoto uma mensagem a confirmar o estabelecimento de ligação

5. O comutador RDIS remoto usa o SS7 para confirmar o estabelecimento de ligação ao comutador local

6. O comutador local conecta um dos canais B, deixando o outro canal livre para nova conexão

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Funções RDIS e pontos de referência (1)


Funções RDIS e pontos de referência (2)

• Grupos funcionais:– NT1 (terminação de rede 1)

• Inclui funções associadas às terminações físicas e eléctricas da RDIS, correspondendo ao nível 1 OSI• Localizado nas instalações do cliente, mas controlado pelo fornecedor RDIS• Constitui um limite da rede, isolando o utilizador da tecnologia de transmissão usada• Desempenha funções de manutenção de linha (teste de loopback, monitorização de desempenho)• Pode suportar vários dispositivos

– NT2 (terminação de rede 2)• Dispositivo inteligente, podendo executar funções de concentração e comutação. Pode incluir funcionalidades até ao nível

3 OSI• Ex.: PBX digital, LAN

– NT12 (terminação de rede 1,2)• Equipamento que desempenha as funções combinadas de NT1 e NT2

– TE1 (equipamento terminal 1)• Dispositivos que suportam a interface RDIS• Ex.: Telefones digitais, FAX digital

– TE2 (equipamento terminal 2)• Engloba os dispositivos não-RDIS. • Necessitam de um adaptador de terminal (TA) para ligar à interface RDIS

• Pontos de referência:– T (Terminal)

• terminação RDIS mínima no utilizador• Separa o equipamento do fornecedor de rede do equipamento do utilizador

– S (System)• Interface de terminais RDIS individuais.• Separa o equipamento terminal do utilizador das funções de comunicação de rede

– R (Rate) • Fornece um interface não-RDIS entre equipamento de utilizador não-RDIS e equipamento adaptador

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Acesso DSL• Família de técnicas (xDSL) adequadas a diversas aplicações– ADSL, SDSL, HDSL e VDSL– Criadas para aumentar o desempenho das linhas de par entrançado• Tira partido de técnicas de cancelamento de eco adaptativo conseguindo-se uma transmissão robusta, de banda larga e de custos reduzidos

• Cada tecnologia estabelece um compromisso entre vários objectivos:– Número de pares– Débito binário– Alcance– Simetria


ADSL - Asymmetric Digital Subscriber Line

• Objectivo geral da tecnologia ADSL– utiliza a linha telefónica existente: um único par– acrescenta um modem “sempre ligado” para serviços multimédia– cobertura sem repetidores nem selecção de pares, para a maioria de assinantes

• Canais suportados– um canal duplex para telefonia ou RDIS– um canal ascendente de média velocidade– um canal descendente de alta velocidade

• Utiliza a tecnologia DMT (Discrete MultiTone)– divide a banda de frequências em 256 canais de 4 KHz– a qualidade de cada canal é avaliada constantemente– De acordo com o resultado é-lhe atribuído um determinado número de bits a

transmitir

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ADSL - Asymmetric Digital Subscriber Line (1)



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xDSL – Outras tecnologias (1)

• HDSL - High-speed Digital Subscriber Line– não disponibiliza acesso telefónico– evolução do acesso básico RDIS (2 pares)– largura de banda simétrica (1.54 a 2.48Mbps)

• SDSL - Single-pair high-speed Digital Subscriber Line– não disponibiliza acesso telefónico– melhoria das técnicas utilizadas em HDSL no sentido de permitir

maior alcance apenas num par


xDSL – Outras tecnologias (2)• VDSL - Very high-speed Digital Subscriber Line

– apenas possível quando for disponibilizada Fiber to the Curb– disponibiliza o acesso analógico telefónico (POTs) ou RDIS como em

ADSL– prolongamento dos sistemas ADSL para maiores débitos de linha– modo assimétrico

• sentido descendente– taxa máxima entre 51 e 55 Mbps– linhas com comprimento máximo de 300 m– linhas até 1500 m são possíveis taxas de 13 Mbps

• sentido ascendente – varia entre 1,6 e 2,3 Mbps

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Cable Modems• Acesso à internet com débitos muito elevados (500 Kbps até 10 Mbps) disponível nas redes CATV

• Cable modem possui uma porta para ligação ao televisor e outra para ligação a uma NIC

• Utilização em simultâneo de televisão e acesso à Internet

iMac


Acesso Fixo via Rádio (FWA)

• Forma competitiva (face a acessos do tipo DSL) por parte dos utilizadores fixos

• Rapidez e custo de instalação reduzidos– Menor recurso a obras públicas– Uma única antena pode satisfazer vários clientes

• Estimativas apontam que daqui a 10 anos, a maioria das casas terá acessos de 2 a 34 Mbps

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