6.3 Tecnologias de Acesso

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1 Capítulo Tecnologias de Acesso 1 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 2 1

2 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) 3 Rede Fixa de Telecomunicações - Topologia hierárquica Características introduz vários níveis de comutação Central local Central regional Central interurbana Central internacional permite elevado número de utilizadores com grande dispersão geográfica As centrais são comutadores de circuitos 4 2

3 Rede Telefónica Pública Comutada Evolução (1) Rede telefónica analógica Transmissão analógica Telefone Comutação analógica Comutação analógica Rede telefónica híbrida Transmissão analógica Transmissão digital Transmissão analógica Comutação analógica A/D D/A A/D D/A Comutação analógica 5 Rede Telefónica Pública Comutada Evolução (2) Rede Digital Integrada (RDI) Transmissão digital Transmissão analógica A/D D/A Comutação digital Comutação digital A/D D/A Rede Digital com Integração de Serviços (RDIS) Transmissão digital Comutação digital Comutação digital Acesso básico (2B+D) ou primário (30B+D) 6 3

4 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) Mbps (download), 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 7 Sistemas de acesso de assinante 8 4

5 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 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 9 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 10 5

6 Integração de acesso e sinalização 11 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 12 6

7 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 13 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) 14 7

8 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 15 RDIS Tipos de acesso (2) * ** * Activação de terminais e multiplexagem dos canais B e D ** Manutenção e sincronização de quadros 16 8

9 Acesso básico configuração multiponto Visto da rede, pode existir mais do que um equipamento ligado ao acesso 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 17 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 18 9

10 RDIS Modelo de 3 camadas 19 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 NT1 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 20 10

11 Funções RDIS e pontos de referência (1) 21 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 22 11

12 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 23 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 24 12

13 ADSL - Asymmetric Digital Subscriber Line (1) 25 ADSL - Asymmetric Digital Subscriber Line (2) 26 13

14 ADSL - Asymmetric Digital Subscriber Line (3) 27 ADSL - Asymmetric Digital Subscriber Line (4) 28 14

15 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 29 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 30 15

16 imac 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 31 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 32 16