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REDES INDUSTRIAISREDES INDUSTRIAIS

SEMANA 6 SEMANA 6 A SUB CAMADA CAMADA A SUB CAMADA CAMADA DE CONTROLE DE ACESSO AO MEIO E DE CONTROLE DE ACESSO AO MEIO E EQUIPAMENTOS DE INTERCONEXOEQUIPAMENTOS DE INTERCONEXO

2/10/2014 Redes Industriais - R. C. Betini 22/10/2014 Redes Industriais - R. C. Betini 2

A Pilha de Protocolo IEEE 802.16A Pilha de Protocolo IEEE 802.16

-A estrutura geral igual a outras redes IEEE 802 ms com uma quantidade maior de sub-camadas.

-Esquemas de rdio em banda estreita usado com esquemas de modulao tradicionais.

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A Camada Fsica IEEE 802.16

Wireless banda larga precisa de muito spectro.

As ondas milimtricas possuem uma propriedade que as microondas no possuem. Elas andam em linha reta.

Como consequncia, a estao base deve ter mltiplas antenas. Cada uma apontando para um setor diferente.

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A Camada Fsica IEEE 802.16

Quanto mais longe o usurio estiver da estao base, maior ser a perda.

Ex.: Operao em 10 a 66 GHz. Para uma estao operando a 25 MHz, se usar QAM-64 ele oper em 150 Mbps. Para QUAM-16 ele opera em 100 Mbps. E finalmente para QPSK ele opera a 50 Mbps.

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A Camada Fsica IEEE 802.16

Usa correo de erros na camada fsica.

Usa largura de banda diferente para canais upstream e downstream (transmisso de dados), diferente do GSM (transmisso de voz).

Esquema de alocao de banda FDD (frequency Division Duplexing) ou TDD (Time Division Duplexing.

O nmero de time slots em cada direo pode mudar dinamicamente de forma a atender os requisitos de trfego. Ex. TDD.

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Bluetooth Em 1994 L.M.Ericsson teve interesse em conectar seus telefones

mveis a outros equipamentos sem cabos. Junto com outras 4 empresas (IBM, INTEL, NOKIA e TOSHIBA)

ela formou o SIG (Special Interest Group) para desenvolver padres sem fio para interconectar equipamentos de comunicao e computadores e acessrios usando rdio (sem fio) barato de curto alcance e baixa potncia.

O projeto foi chamado de Bluetooth. Criou uma competio com o IEEE 802.11. Os dois sistemas interferem eltricamente um com o outro. Em 1999 o padro Bluetooth j tinha 1500 pginas e facilitou o

IEEE adot-lo como padro IEEE 802.15 para redes pessoais sem fio (Wireless Personal Area Networks).

O Bluetooht um sistema completo desde a camada fsica a camada de aplicao.

O IEEE 802.15 padroniza somente a camada fsica e de enlace. Mesmo que o IEEE tenha adotado o primeiro padro PAN em

2002 (IEEE 802.15.1) o Bluetooth SIG ainda continua seus trabalhos.

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Arquitetura Bluetooth

A unidade bsica de sistema Bluetooth um piconet o qual consiste de um n mestre e at 7 ns escravos ativos (parked nodes) a uma distncia de 10 metros.

Mltiplos piconets podem coexistir numa mesma extensa sala.

E podem ser conectados via uma ponte. Como na figura abaixo.

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Arquitetura Bluetooth Usa ISM Band (Industrial, Scientifical and Medical Radio Bands) Podemos ter at 255 parked nodes numa rede. Existem equipamentos que o Mestre reduziu-os a um estado de

baixa potncia para aumentar a vida de suas baterias. No estado parked, um equipamento no pode fazer nada

exceto responder a uma ativao ou atuar um sinal do Master. Existem tambm mais 2 estados de potncia intermedirios:

HOLD e SNIFF. A razo para o sistema ser Mestre/Escravo que seus

idealizadores querem o CHIP Bluetooth abaixo de 5 dlares. Isto gera um sistema com estaes burras que obecem o que o

Mestre pede. Desta forma um piconet um sistema TDM centralizado com o

Mestre controlando o relgio (clock) e determinando qual equipamento ir se comunicar e em qual time slot.

Toda a comunicao Mestre-Escravo. No existe comunicao Escravo-Escravo.

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Aplicaes Bluetooth: 13 aplicaes chamadas Profiles. (V 1.1)

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Aplicaes Bluetooth: 13 aplicaes chamadas Profiles. (V 1.1)

O profile generic access fornece uma maneira de estabelecer e manter um canal seguro entre Mestre e Escravos.

O profile Discovery usado pelos perifricos para descobrir que servios outros perifricos tem a oferecer.

Estes 2 profiles so obrigatrios em todos os dispositivos os outros so opcionais.

O profile serial port um protocolo de transporte usado pela maioria dos profiles para emular uma linha serial.

O profile Generic Object Exchange define um relacionamento Cliente-Servidor para mover dados ao redor. O Escravo pode ser cliente ou servidor. um bloco construdo para ser usado por outros profiles.

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Aplicaes Bluetooth: 13 aplicaes chamadas Profiles. (V 1.1)

O prximo bloco de 3 profiles para redes. O profile LAN Acces permite um perifrico Bluetooth se conectar a uma rede fixa. um competidor da IEEE 802.11. O profile dial up networking permite a um computador notebook se conectar a telefones mveis contendo um modem interno sem fios. O profile fax similar ao profile networking, permitindo maquinas de fax sem fio a transmitir ou receber fax de telefones mveis.

Os prximos 3 profiles so para telefonia. Um permite a conexo de telefone sem fio a estao base. O profile intercom permite a 2 telefones serem conectados como walkie-talkie. O head set profile providencia uma forma de telefonar livremente usando o headset. Ex>: telefonar enquanto dirigindo um carro.

Os ltimos 3 profiles so para troca de objetos entre 2 perifricos sem fio. Cartes pessoais, figuras ou arquivos de dados. O profile synchronization usado para carregar dados para uma PDA(Personel Digital Assistants) ou computador notebook quando saindo de casa ou coletando dados deles quando retornando.

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Mtodos de Alocao de Canal e Sistemas para um Canal Comum

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CONECTIVIDADE

Necessidade de interligao de redes j existentes.

Necessidade de expanso: para chegar a distncias e/ou nmero de estaes acima do limite.

Diviso de uma rede existente

Melhora no trfego individual

Melhora na gerncia de cada sub-rede

Repetidores, Pontes, Comutador (Switch), Roteadores, Gateways so equipamentos de conectividade usados em redes para estender seu alcance ou coordenar o o fluxo de pacotes de informao.

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Repetidores, Pontes, Switchs e Roteadores no Modelo OSI.

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(a) Qual equipamento esta em qual camada. (b)

Quadros e Pacotes

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Repetidor

Amplifica os sinais eltricos, permitindo um alcance maior para a rede.

Podem conectar uma variedade de meios entre si, tais como cabo coaxial fino com grosso.

Permite compensar o baixo nvel de sinal enviado pelas placas de interface das estaes.

Copia bits individuais entre segmentos de cabo.

No divide a rede em sub-redes.

Fabricantes de hubs para Ethernet e Token Ring fornecem a funo de repetidor dentro de seus hubs (concentradores).

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Repetidor

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Ponte

Elemento de diviso da rede.

Pequenas diferenas entre as redes so suportadas.

Armazenam e encaminham quadros entre redes locais:

Pontes Transparentes

Encontradas em ambientes Ethernet

As LANs no sofrem nenhuma modificao ao serem interconectadas por esse tipo de ponte.

Operam com base em uma tabela de rotas com pares: endereos de destino/porta(ligao da ponte s LANs) de sada.

Utiliza o backward learning para criar sua tabela de rotas.

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Pontes

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Operao de uma ponte LAN IEEE 802.15 para IEEE 802.3

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Formato dos quadros IEEE 802

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Interconexo de LANs remotas via Pontes

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Ponte

Pontes de Roteamento na Origem

Encontradas em Redes Token Ring

A estao de origem escolhe o caminho que o quadro deve seguir e inclui a informao de roteamento no cabealho do quadro (identificador de rede, identificador de ponte)

Cada uma das estaes conectadas inter-rede conhece o caminho para todas as outras estaes.

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Comutador (Switch)

Tambm chamado de hub comutado.

Nos hubs todos os pacotes recebidos em uma porta de entrada so destinados a todas as portas de sada.

A idia do switch segmentar a rede para melhorar seu desempenho, fornecendo a cada uma de suas portas, que podem estar ligadas a uma ou mais estaes, uma taxa de transmisso na rede igual do seu enlace de entrada e sada.

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Comutador (Switch)

Um switch direciona cada pacote entrando na rede (com seu respectivo port de entrada) para um endereo especfico de destino (especfico port de sada).

Realiza o chaveamento fsico entre duas estaes que queiram transmitir dados entre si.

Muito efetivo em redes com diversas conexes lgicas ponto-a-ponto.

Permitem comutao entre diversos meios, por exemplo: 10BASE-T e 10BASE-T, 10BASE-T e 100BASE-T, 10BASE-T, 100BASE-T e 100BASE-F, etc.

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Switches

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Um Hub, uma Ponte e um Switch

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Exemplo de um Edifcio com Cabeamento Centralizado usando Hub e Switches

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(a) Quatro LANs fsicas organizadas em 2 VLANs, Gray e White por 2 pontes. (b) As mesmas 15 mquinas organizadas

em 2 VLANs por Switches

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Roteador (Routers)

Interligam duas ou mais redes usando o mesmo ou diferentes protocolos de rede.

O roteador seleciona o caminho timo para transmitir o pacote de dados atravs da rede ao seu destino.

Interligam redes que diferem bastante entre si.

Mais lentos que as pontes, so normalmente usados em redes de longas distncias (WAN)

Baseados em conexo

Sem conexo (datagrama)

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Gateway

Interligam sistemas diferentes

Realizam converso de protocolos nas camadas mais altas.

Hub

Concentrador de fios

Amplificao do sinal (repetidor)

Hubs integrados com pontes e/ou roteadores.

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Interligao de redes atravs de gateways

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Os gateways no modelo RM-OSI

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Transceivers O MAU (Medium Attachment Unit), tambm chamado

de transceiver, foi definido com o objetivo de fornecer um meio simples, barato e flexvel de ligar dispositivos (estaes ethernet) ao meio fsico de transmisso.

A conexo entre o MAU e o meio fsico feito por um conector chamado MDI (Medium Dependent Interface) que define a interface mecnica e eltrica entre eles.

Podem ser acoplados externamente a estao ou a placa de interface de rede.

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Arquitetura do nvel fsico IEEE 802.3

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Conexo de uma estao a uma rede IEEE 802.3, 10BASE5.

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Transceivers

Disponibilidade para utilizao com:

Cabo STP

Cabo de fibra tica para 10BASE-FL

Cabo de par tranado UTP para 10BASE-T

Cabo de fibra tica 100BASE-FX

Cabo UTP categoria 5 para 100BASE-TX

Cabo Ethernet Apple para 10BASE-T

Cabo AUI 15 pinos para 10BASE5

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Conexo de uma estao a uma rede IEEE 10BASE2

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Ligao de uma estao rede IEEE 802.3 10BASE-T

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Ligao de dois repetidores segundo a especificao 10BASE-FB

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Ligao de uma estao a um repetidor segundo a especificao 10BASE-FL

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Ligao de uma estao estrela passiva 10BASE-FP