Gerenciamento de Infra Estrutura. Prof André Fernando Treff Topologia de Rede Infra Estrutura de Acesso a Internet

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1 Gerenciamento de Infra Estrutura Prof André Fernando Treff Topologia de Rede Infra Estrutura de Acesso a Internet

2 REDES DE ACESSO Vamos agora considerar as redes de acesso enlaces físicos que conectam um sistema final ao primeira roteador( também conhecido como roteador de borda ), partindo de um sistema final até outro qualquer.

3 REDES DE ACESSO - DIAL UP Nos anos de 1990, quase todos os usuários residenciais acessavam a Internet por meio de linhas telefônicas analógicas utilizando um modem discado. Atualmente, muitos usuários de países não desenvolvidos e de áreas rurais em países desenvolvidos ( onde o acesso de banda larga é indisponível) ainda tem acesso a internet discada. Na verdade, estima-se que 10% dos usuários residenciais nos Estados Unidos usavam internet discada em Emprega-se o termo dial Up, por que o software do usuário, disca na verdade um número de telefone do ISP e realiza uma ligação telefônica tradicional com o provedor ( UOL/Terra por exemplo).

4 REDES DE ACESSO - DIAL UP Como mostrado na figura anterior, o computador é ligado a um modem discado, que por sua vez, é conectado a linha telefônica analógica da residência. Essa linha telefônica é composta por cabos de cobre trançados e é a mesma linha telefônica utilizada para fazer ligações comum. O modem da residência converte a saída digital do computador em um formato analógico apropriado para a transmissão pela linha telefônica analógica. Na outra extremidade da conexão, um modem do ISP converte o sinal analógico em forma digital para inserir dados no roteador do ISP

5 REDES DE ACESSO - DIAL UP O acesso discado a internet possui duas desvantagens principais. Em primeiro lugar, é extremamente lento, fornecendo uma taxa máxima de 56 kbps.a essa taxa, o download de uma música em formato MP3 de três minutos, leva aproximadamente oito minutos, e um dia é o tempo que leva o download de um filme de 1 Gb. Em segundo lugar, o acesso discado bloqueia a linha telefônica comum do usuário, enquanto uma pessoa usa o modem para navegar na Web, ninguém mais pode receber ou realizar ligações comuns com a mesma linha

6 REDES DE ACESSO - DIAL UP Segue abaixo a topologia em estudo sobre rede Dial Up

7 REDES DE ACESSO - ADSL Atualmente, os dois tipos de acesso residencial banda mais predominantes são a linha digital de assinante (ADSL) ou a cabo. Em muitos países desenvolvidos hoje, mais de 50% das residências possuem acesso banda larga, sendo que a Coréia do Sul, Islândia, Holanda, Dinamarca e Suíça lideram o terreno com mais de 97 % de penetração nas residências em Nos Estados Unidos, a tecnologia ADSL e o cabo tem a mesma participação no mercado para acesso banda larga. Fora dos Estados Unidos e no Canadá, a ADSL domina particularmente na Europa e no Brasil, onde em muitos países mais de 90 % das conexões banda larga são ADSL

8 REDES DE ACESSO - ADSL Normalmente uma residência obtém acesso ADSL a internet da mesma empresa que fornece acesso telefônico local com fio (operadora local).assim, quando a ADSL é utilizada, uma operadora do cliente é também seu provedor de serviços de internet e telefonia fixa

9 Coreia tem a melhor banda larga do mundo A Coreia do Sul dispõe hoje da melhor banda larga do mundo, presente em 97% de seus domicílios, com a mais alta qualidade e o menor preço entre todos os países. Por apenas US$ 25 mensais (ou R$ 47), os usuários dispõem de acesso à internet a mais de 50 Megabits por segundo (Mbps), sem limitação de volume de dados baixados ou enviados. Ao invés de onerar os serviços de banda larga com impostos absurdos - como ocorre no Brasil -, a estratégia de desenvolvimento coreana prevê incentivos e investimentos pesados na ampliação e modernização da infraestrutura de banda larga, sob a coordenação da Comissão Coreana de Comunicações (Korean Communications Commission), órgão regulador de telecomunicações e radiodifusão do país.

10 Coreia tem a melhor banda larga do mundo A operadora sul-coreana SK Broadband apresentou em Outubro de 2014, sua nova velocidade de internet de 10Gbps. O serviço foi demonstrado em testes durante a Conferência Internacional de Telecomunicações no país. O plano de velocidade passará a fazer parte do catálogo da empresa, contudo, não se sabe ainda a partir de quando. A SK Broadband afirma que a internet será 100 vezes mais rápida do que a atual velocidade máxima da Coreia do Sul, de 100Mpbs.

11 REDES DE ACESSO - ADSL Como mostrado na figura abaixo, cada modem ADSL do cliente utiliza uma linha telefônica existente( par de fios de cobre trançados), para trocar dados com multiplexador digital de acesso a linha do assinante ( DSLAM), normalmente localizado na central da operadora.

12 REDES DE ACESSO - ADSL A linha telefônica conduz, simultaneamente dados e sinais telefônicos, que são codificados em diferentes freqüências: Essa abordagem faz com que a conexão ADSL pareça três conexões distintas, de modo que um telefonema e a conexão a internet podem compartilhar a conexão DSL ao mesmo tempo

13 REDES DE ACESSO - ADSL A tecnologia ADSL possui duas principais vantagens sobre o acesso discado. Primeiro, ela pode transmitir e receber dados a taxas muito mais elevadas, uma segunda vantagem principal é que os usuários podem, simultaneamente, falar ao telefone e acessar a internet. Diferentemente do acesso dial-up, os usuários não discam um numero de telefone do provedor para acessar a rede; pelo contrario, eles tem uma conexão permanente ao DSLAM do provedor, e portanto, a Internet

14 REDES DE ACESSO - ADSL No entanto, se a residência não estiver localizada dentro de um raio de 8 a 15 km da central telefônica, a tecnologia de processamento de sinal DSL não será mais eficaz e a residência deve recorrer a uma forma alternativa de acesso a internet.

15 Enquanto as tecnologias DSL e Dial Up utilizam-se da infra estrutura telefônica local existente da operadora, o acesso a internet a cabo utiliza-se da infra estrutura de televisão a cabo existente da empresa de TV a cabo.uma residência obtém acesso a internet a cabo da mesma empresa fornece a televisão a cabo. REDES DE ACESSO - CABLE MODEM Muitas residência na América do Norte, no Brasil e em outros lugares do mundo, recebem centenas de canais de televisão por redes de cabo coaxial. Em um sistema tradicional de televisão a cabo, um terminal de distribuição transmite canais de televisão através de uma rede de distribuição de cabo coaxial e amplificadores para as residências

16 REDES DE ACESSO - CABLE MODEM Como ilustrado na figura abaixo, as fibras ópticas conectam o terminal de distribuição as junções da região, sendo o cabo coaxial tradicional utilizado para chegar as casas e apartamentos individualmente. Cada junção normalmente suporta de 500 a casas

17 REDES DE ACESSO - CABLE MODEM

18 REDES DE ACESSO - CABLE MODEM Em razão da fibra e o cabo coaxial fazerem parte desse sistema,a rede é denominada de Hibrida, pois é fibra-coaxial ( HFC) O acesso a internet a cabo necessita de modems especiais, denominados de modem a cabo ( cable modem).como o modem ADSL, o modem a cabo é, normalmente um aparelho externo que se conecta ao computador residencial através da porta Ethernet. Os modems a cabo, dividem a rede HFC em dois canais, um de transmissão ( downstream) e um de recebimento (upstream).como a tecnologia ADSL, o acesso normalmente é assimétrico, com o canal dowstream recebendo uma taxa de transmissão maior do que a do canal de upstream.

19 REDES DE ACESSO - CABLE MODEM Uma característica importante do acesso a cabo, é o fato de ser um meio de transmissão compartilhado. Em especial, cada pacote enviado pelo terminal viaja pelos enlaces downstream até cada residência e cada pacote enviado por uma residência percorre o canal upstream até o terminal de transmissão. Por essa razão, se diversos usuários estiverem fazendo o download de um arquivo em vídeo simultaneamente no canal downstream, cada usuário recebera o arquivo a uma taxa significativamente menor do que a taxa de transmissão a cabo.

20 REDES DE ACESSO - CABLE MODEM Por outro lado, se há somente alguns usuários ativos que estão navegando na Web, então cada um poderá receber páginas da Web a uma taxa de dowstream máxima, pois esses usuários raramente solicitarão uma página da Web ao mesmo tempo. Como o canal upstream também é compartilhado, é necessário um protocolo de acesso múltiplo distribuído para coordenar as transmissões e evitar colisões

21 Guerra entre ADSL x CABLE MODEM Os defensores da tecnologia ADSL se apressam em frisar que ela é uma conexão ponto a ponto entre a residência e o ISP e que, portanto, a capacidade de transmissão total da conexão DSL entre a residência e o ISP é dedicada e não compartilhada. Os defensores do cabo, no entanto, argumentam que uma rede HFC, razoavelmente dimensionadas prove taxas de transmissão mais altas do que a ADSL. Não há duvidas de que a guerra entre DSL e HFC pelo acesso residencial já esta ocorrendo, principalmente na América do Norte e no Brasil.

22 Guerra entre ADSL x CABLE MODEM Nas áreas rurais, onde nem ADSL e a HFC estão disponíveis, pode ser utilizada uma conexão por satélite para conectar uma residência a internet em baixas velocidades, devidos ao custo da banda do satélite.

23 FTTH ( Fiber-To- The Home) A fibra óptica como já vimos, pode oferecer taxas de transmissão significativamente mais altas do que o par de fios de cobre trançado ou o cabo coaxial. Algumas operadoras locais, recentemente passaram a utilizar a fibra óptica nas residências, agora oferecem acesso a internet de alta velocidade, bem como serviços telefônicos e televisivos através das fibras ópticas. Nos Estados Unidos a Verizon saiu na frente com a tecnologia FTTH, e no Brasil a Telefonica em algumas localidades está prestando este tipo de atendimento

24 FTTH ( Fiber-To- The Home) Uma rede FTTX é uma rede de acesso baseada em fibra que conecta uma grande quantidade de usuários finais (residências, prédios, ERBs,...) a um ponto central, conhecido como nó de acesso ou ponto de presença (POP) da operadora. Existem varias tecnologias concorrentes para a distribuição óptica das centrais telefônicas as residências.

25 FTTH ( Fiber-To- The Home)

26 FTTX ( Fiber-To- The X) FTTx é um termo genérico para designar arquiteturas de redes de transmissão de alto desempenho, baseadas em tecnologia totalmente óptica Um rede FTTX pode apresentar várias arquiteturas: Fibre to the home (FTTH), ou fibra até a residência do usuário final. Fibre to the building (FTTB), onde a fibra vai até o prédio e a distribuição para os assinantes são feitas através de uma rede Ethernet tendo como meio o cabo coaxial ou o par de cobre.

27 FTTH ( Fiber-To- The Home) Fibre to the curb (FTTC) onde a fibra vai até um armário na rua e a distribuição para os assinantes naquela vizinhança é através de cabo coaxial ou o par de cobre. Existem ainda as redes Híbridas de Fibra e Cabo (HFC), arquitetura utilizada pelas operadoras de TV a Cabo. As redes FTTH oferecem velocidades de até 200 Mbps. Com o uso crescente da banda larga e a demanda por velocidades maiores aumentaram os investimentos em redes FTTH em todo o mundo.

28 FTTH ( Fiber-To- The Home) Geralmente, cada fibra que sai da central telefônica é compartilhada por varias residências; a fibra é dividida em fibras individuais do cliente somente após ela se aproximar relativamente das residências. Existem duas arquiteturas concorrentes de rede de distribuição óptica que apresentam essa divisão: Redes ópticas ativas ( AON) Redes ópticas passivas ( PON)

29 FTTH ( Fiber-To- The Home) Iremos abordar a rede PON, que é a rede mais utilizada pelos serviços das operadoras de telefonia. A figura abaixo mostra a FTTH utilizando a arquitetura PON, onde cada residência possui um terminal de rede óptica( ONT), que é conectado por uma fibra óptica dedicada a um distribuidor da região.

30 FTTH ( Fiber-To- The Home) O distribuidor combina um numero de residências ( normalmente menos de 100), a uma única fibra óptica compartilhada, que se liga a um terminal da linha óptica ( OLT) na central telefônica da operadora.o OLT, que fornece conversão entre os sinais ópticos e elétricos, se conecta a Internet por meio do roteador da operadora.

31 FTTH ( Fiber-To- The Home)

32 FTTH ( Fiber-To- The Home) Na residência, o usuário conecta um roteador especial ( geralmente um roteador sem fio) ao ONT ( terminal da rede óptica) e acessa a internet atrás desse roteador A FTTH pode potencialmente prover taxas de acesso a internet na faixa de gigabits por segundo.porém, a maioria dos provedores de FTTH oferecem diferentes taxas, sendo que as mais altas custam muito mais. Atualmente, a maioria dos clientes FTTH preferem taxas de download na faixa de 100/200 Mbps e upload na faixa de 50/60 Mbps.

33 FTTH ( Fiber-To- The Home) Além do acesso a internet, as fibras ópticas possuem serviços telefônicos tradicionais e de transmissão televisiva.