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Rede de Computadores MATA59 – Redes de Computadores I Universidade Federal da Bahia Instituto de Matemática Departamento de Ciência da Computação.

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1 Rede de Computadores MATA59 – Redes de Computadores I Universidade Federal da Bahia Instituto de Matemática Departamento de Ciência da Computação

2 Rede de Computadores 2 Camada física – Sistemas de Transmissão Sistemas de Transmissão: 1.Telefonia fixa 2.Telefonia móvel 3.TV a cabo

3 Rede de Computadores 3 Camada física – Sistemas de Transmissão 1.Rede Pública de Telefonia Comutada Redes concedidas pelo governo RPTC ou PSTN (Public Switched Telephone Network) Estrutura do sistema telefônico: Loop Local Loop Local Estacão Final Estação Interurbana Estação Intermediárias De Comutação Troncos Interurbanos Troncos interurbanos de banda larga

4 Rede de Computadores 4 Camada física – Sistemas de Transmissão 1.Rede Pública de Telefonia Comutada 1.1. Loop Local : MODENS, ADSL, Redes sem fio 1.2. Multiplexação: FDM, DWDM, TDM 1.3. Comutação: Circuitos, Mensagens, Pacotes

5 Rede de Computadores 5 Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada 1.1. Loop Local : MODENS Rede da Operadora

6 Rede de Computadores 6 Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada 1.1. Loop Local : Modulação

7 Rede de Computadores 7 Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada 1.1. Loop Local : Modulação em amplitude

8 Rede de Computadores 8 Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada 1.1. Loop Local : Modulação em freqüência

9 Rede de Computadores 9 Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada 1.1. Loop Local : Modulação Multinível

10 Rede de Computadores 10 Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada 1.1. Loop Local : ADSL Conversor Rede da Operadora

11 Rede de Computadores 11 Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada 1.1. Loop Local : Redes sem fio - loops locais sem fio Rede da Operadora

12 Rede de Computadores 12 Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada 1.2. Multiplexação : Divisão de um canal principal em vários secundários A D C A D B C B

13 Rede de Computadores 13 Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada 1.2. Multiplexação : FDM – Divisão de Freqüência

14 Rede de Computadores 14 Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada 1.2. Multiplexação : TDM – Divisão de Tempo

15 Rede de Computadores 15 Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada 1.2. Multiplexação : STDM – Multiplexação Estatística por divisão de Tempo

16 Rede de Computadores 16 Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada 1.2. Multiplexação : DWDM – Divisão do Comprimento da Onda

17 Rede de Computadores 17 Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada 1.3. Comutação : De Circuitos

18 Rede de Computadores 18 Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada 1.3. Comutação : De Mensagens

19 Rede de Computadores 19 Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada 1.3. Comutação : De Pacotes – Circuito Virtual

20 Rede de Computadores 20 Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada 1.3. Comutação : De Pacotes - Datagrama

21 Rede de Computadores 21 Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada 1.3. Comutação : Comparação das técnicas

22 Rede de Computadores 22 Camada física – Sistemas de Transmissão 2. Rede Telefonia Móvel 2.1. Telefones móveis de Primeira Geração 2.2. Telefones móveis de Segunda Geração 2.3. Telefones móveis de Terceira Geração

23 Rede de Computadores Redes de Telefonia Móvel Controlador da Rede de Telefonia Pública (Public Switched Telephone Network) Faz a comutação entre o sistema de telefonia móvel e as demais redes de telefonia.

24 Rede de Computadores 24 Controlador da Rede de Telefonia Móvel (Mobile Switching Center) Faz o controle dos usuários da rede de telefonia móvel (Roaming, Controle de Contas, Roteamento de Chamadas). 2. Redes de Telefonia Móvel

25 Rede de Computadores Redes de Telefonia Móvel Estações Controladoras (Base Station Controller) Executa o roteamento entre células, e faz a compressão dos dados transmitidos.

26 Rede de Computadores Redes de Telefonia Móvel Células Transmissoras (Base Transceiver Station) Executa a comunicação com o usuário final através de dois links distintos (Downlink, Uplink).

27 Rede de Computadores Redes de Telefonia Móvel Usuário Final Conecta-se a rede através de dispositivo como telefone móvel, Handheld ou Laptop.

28 Rede de Computadores 28 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2. Tecnologias disponíveis: FDMA – Frequêncy Division Multiple Access TDMA – Time Division Multiple Access CDMA – Code Division Multiple Access Evoluções – W-CDMA, CDMA 2000, Edge, IMT2000

29 Rede de Computadores 29 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.1. Primeira Geração – Voz Analógica Tecnologia FDMA: Primeira geração da telefonia móvel Utilizada nos sistemas analógicos Funcionamento: –Faixa de transmissão dividida em vários canais com faixas de freqüência definidas. –Durante a ligação, um canal (faixa de freqüência) é alocado para o usuário

30 Rede de Computadores 30 Durante uma ligação uma faìxa de frequência fica reservada exclusivamente para o usuário Uso ineficiente do espectro Usuário utiliza apenas 25% do que é reservado Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.1. Primeira Geração – Tecnologia FDMA –

31 Rede de Computadores 31 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.1. Primeira Geração – Tecnologia FDMA Sistemas adotados: AMPS – Advanced Mobile Phone System –Adotado nos EUA e Brasil –Utiliza canais de 30 kHz TACS – Total Access Communication System –Adotado no Japão e Europa –Utiliza canais de 25 kHz

32 Rede de Computadores 32 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.2. Segunda Geração – Voz Digital Tecnologia TDMA: Divide as faixas de freqüencia em unidades de tempo, os time slots A comunicação se dá nesses espaços de tempo, de forma transparente para o usuário –Divide um canal em time slots –Cada sinal utiliza 2 slots –Ganho de capacidade de 3 x 1.

33 Rede de Computadores 33 Divide as faixas de frequência em pequenas unidades de tempo Slots (30 – 40 milisegundos) A fala do transmissor é dividida nestes Slots, transmitidas ao receptor e depois remontada sem que ele perceba Melhor aproveitamento do espectro Camada física – Rede de Telefonia Móvel Tecnologia TDMA:

34 Rede de Computadores 34 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.2. Segunda Geração – Tecnologia TDMA Sistemas Adotados US TDMA –Divide o canal de 30kHz em 3 slots –Pode trabalhar em dos dois modos: digital ou analógico GSM (Global Systems for Mobile Communications) –Pertence à 2ª geração de telefonia móvel sendo o mais utilizado –Trabalha apenas em modo digital –Surgiu com a necessidade de se criar um padrão único de comunicação entre os mais de 40 países europeus –Faixas de frequência maiores, permitem oferecer diversos serviços –Transmissão de dados por pacotes a 50 kbps, GPRS (General Packet Radio Services)

35 Rede de Computadores 35 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.2. Segunda Geração – Voz Digital Tecnologia CDMA: Todos os usuários utilizam todas as faixas de freqüência todo o tempo Utiliza técnica de Spread Spectrum –Cada usuário é identificado com um código pseudo-aleatório –Os dados do usuário são espalhados pelo espectro de freqüência de acordo com esse sinal. Considerada a Geração 2.5 G Avanço para W-CDMA que é de 3 G

36 Rede de Computadores 36 Todos os usuários utilizam a mesma faixa de frequência ao mesmo tempo. O método de transmissão utilizado é o Spread Spectrum Utiliza uma largura de banda maior. Camada física – Rede de Telefonia Móvel Tecnologia CDMA:

37 Rede de Computadores 37 Cada usuário é identificado unicamente por um padrão. Os dados que são enviados aos usuários são espalhados pelo espectro de frequência de acordo com o padrão de cada um. Ao receber o sinal, o dispositivo do usuário aplica o padrão e terá acesso exclusivo aos seus dados. Spread Spectrum Camada física – Rede de Telefonia Móvel Tecnologia CDMA

38 Rede de Computadores 38 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Telefones móveis de Terceira Geração – Voz e Dados Digitais Evoluções: FMDA Substituída pela TDMA e CDMA TDMA GSM CDMAone (2G) CDMA2000 (3G) IMT-2000

39 Rede de Computadores 39 1a. Geração (Analógico) 2a. Geração (GSM - CDMA) 3a. Geração (IMT2000) Alta Velocidade Multimídia Voz e Dados (Banda Estreita) Voz Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Terceira Geração – Evoluções:

40 Rede de Computadores 40 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Terceira Geração – Evoluções: Acesso móvel e de alta velocidade à internet Entretenimento por demanda (filmes, música) Vídeo-conferência Compras móveis (m-commerce) Informações de viagens: congestionamentos, vôos, localização Cobertura Global (Global Roaming) Telefone Móvel => Terminal Móvel

41 Rede de Computadores 41 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Terceira Geração – Terminais conceituais

42 Rede de Computadores 42 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Terceira Geração – Terminais conceituais

43 Rede de Computadores 43 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Terceira Geração – Terminais conceituais

44 Rede de Computadores 44 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Terceira Geração – Evoluções: Aumento expressivo das taxas de transmissão e recepção dos terminais Desenvolvimento de padrões unificados para todo o mundo (worldwide) Segurança Bateria

45 Rede de Computadores 45 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Terceira Geração – Evoluções: Grande sonho – unir os terminais móvies de computação do mundo através de um único e mundial padrão de transmissão de rádio Extremamente difícil, tendo em vista as tecnologias diferentes já existentes no mercado (GSM, CDMAOne, etc)

46 Rede de Computadores 46 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Terceira Geração – Evoluções - IMT 2000: Conjunto de recomendações para provimento de um padrão para a 3G W-CDMA, CDMA2000, TD-CDMA/TD-SCDMA, DECT, UWC-136 Objetiva um framework para prover a compatibilidade e interoperabilidade entre os padrões existentes. A idéia por trás do IMT-2000 é que terminais usando padrões diferentes poderão mover-se de maneira transparente entre todas as redes, provendo assim a cobertura global (global roaming).

47 Rede de Computadores 47 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Terceira Geração – IMT 2000: Principais atributos da IMT-2000: -Alto grau de aspectos comuns de projeto em todo o mundo (high commonalitty) -Compatibilidade de serviços dentro do sistema e com a rede fixa -Alta qualidade -Terminais de pequeno porte com possibilidade de cobertura global (global roaming) -Capacidade de aplicações multimídia com vasta gama de serviços e terminais

48 Rede de Computadores 48 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Terceira Geração – Evoluções: Todos os padrões devem prover: –Suporte a transmissões com circuito e com pacote a altas taxas de bits: 144 kbits/s em alta mobilidade 384 kbits/s em mobilidade de um pedestre 2 mbits/s parado –Interoperabilidade e cobertura –Taxação e perfis de usuários comuns –Determinação da localização geográfica –Suporte a serviços e capacidades multimídia

49 Rede de Computadores 49 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Terceira Geração – Evoluções: Os padrões: DECT –Padrão utilizado apenas para curtas distâncias –Faz parte de soluções 3G UWC-136 –É um outro nome dado ao EDGE, considerada solução de 2,5G Três padrões provêem soluções 3G completas : W-CDMA, CDMA2000 e TD-CDMA/TD-SCDMA

50 Rede de Computadores 50 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Terceira Geração – Evoluções: Os padrões: W-CDMA –Padrão em que se baseia o UMTS, sucessor do GSM que será utilizado pela Europa e Japão CDMA2000 –Sucessor do CDMA one, principal concorrente do UMTS TD-CDMA/TD-SCDMA –Padrões que utilizam tecnologia TDD (espectro impar) –TD-SCDMA – padrão adotado na China

51 Rede de Computadores 51 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Terceira Geração – Evoluções: 2 G para 3 G:

52 Rede de Computadores 52 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Terceira Geração – Tecnologias de Transmissão de Dados : WAP: Wireless Application Protocol, padronizado pela WapForum Voltado para comunicação em redes W-Wan (Wireless Wide Area Network) Possibilita distribuição de informação da internet para dispositivos móveis

53 Rede de Computadores 53 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Terceira Geração – Tecnologias de Transmissão de Dados : GPRS: O GPRS (General Packet Radio Service) é um padrão da tecnologia GSM Voltado para comunicação em redes W-Wan (Wireless Wide Area Network) Pode ser utilizado em redes celulares GSM e TDMA Baseada na comutação por pacotes, com cobrança por dados trafegados

54 Rede de Computadores 54 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Terceira Geração – Tecnologias de Transmissão de Dados : GPRS: Permite velocidades de até 171Kbps Permite total integração com a internet: –Serviços de navegador – –Ftp –SSH –Dentre outros...

55 Rede de Computadores 55 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Terceira Geração – Tecnologias de Transmissão de Dados : EDGE: O EDGE (Enhanced Data Rate for GSM Evolution) é uma evolução do padrão GMS Upgrade com melhor esquema de modulação Possibilita transferências de dados de até 385Kbps

56 Rede de Computadores 56 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Terceira Geração – Tecnologias de Transmissão de Dados : I-MOD: Criado pela operadora japonesa DoCoMo Serviço de informação por pacotes (não há comutação de circuito) Acesso simultâneo à informação pelos usuários Baixa velocidade (9,6Kbps) Conexão permanente Cobrança pela quantidade de dados trafegados

57 Rede de Computadores 57 Camada física – Sistemas de Transmissão 3. TV a Cabo 3.1. CATV 3.2. Internet por Cabo 3.3. Alocação do espectro 3.4. MODENS a Cabo 3.5. ADSL x Cabo

58 Rede de Computadores 58 Camada física – TV a Cabo 3.1. CATV : Televisão de Antena Comunitária Concebida no final dos anos 40 Antena para captar sinais a distância acoplado a um amplificador que distribuía o sinal para um conjunto de residências via cabo coaxial Em 1974 lançado novo Home Box Office: –Conteúdo de filmes –Distribuído somente a cabo TV por assinatura no Brasil: –NET SKY DIRECT TV

59 Rede de Computadores 59 Camada física – TV a Cabo 3.2. Internet por Cabo Crescimento de TV a cabo nas últimas décadas Sistema HFC ( Sistema Híbrido de Fibra ótica e Cabo Coaxial ) Operadoras de TV a cabo entram no ramo de provedor de acesso Internet de banda larga Questão da transmissão bidirecional e compartilhamento de um cabo por vários usuários. Para evitar degradação reduz-se o nível de compartilhamento do cabo ligando menos residências diretamente ao nó da fibra

60 Rede de Computadores 60 Camada física – TV a Cabo 3.3. Alocação do Espectro Frequência de dados UPSTREAM: 5 a 42 MHZ Frequência de dados DOWNSTREAM: 550 a 750 MHZ Frequência de TV DOWNSTREAM: 54 a 550 MHZ

61 Rede de Computadores 61 Camada física – TV a Cabo 3.4. MODENS a Cabo Padrão DOCSIS ( Especificação de Interfacede Serviços de Dados por Cabo ) Interface com computador ETH 10 M ou USB Estabelecem conexão com a estação Head End da operadora Disputa pelo canal UPSTREAM Alocação do canal DOWNSTREAM feita pelo Head End Solicita o endereço IP a provedora conectada a operadora Tráfego criptografado

62 Rede de Computadores 62 Camada física – TV a Cabo 3.5. ADSL x Cabo Par trançado no ADSL x Coaxial no Cabo Ambos usam fibra no Backbone Capacidade variável a depender da quantidade de usuários que estejam compartilhando Maior penetração do ADSL que o Cabo, devido a penetração da rede telefônica ADSL (ponto a ponto) mais seguro que o CABO ADSL oferece flexibilidade de escolha do provedor de acesso a Internet


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