Interfaces Modem-ETD. RS-232c ou V.24 V.36/V.11 RS-449/RS-422a RS-449/RS-423a V.35 G.703 V.35 V.36 MAB

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1 Interfaces Modem-ETD RS-232c ou V.24 V.36/V.11 RS-449/RS-422a RS-449/RS-423a V.35 G.703 V.35 V.36 MODEM MODEM MAB

2 Controle de Recepção e Transmissão Transmissão (request to send) RTS (clear to send) CTS Tx Data em resposta a RTS, modem ativa CTS, após colocar portadora na linha e aguardar atraso padrão queda de RTS, provoca retirada da portadora e queda de CTS dados válidos durante o intervalo em que CTS e RTS estão ativos Recepção (carrier detected) CD Rx Data MAB

3 Interface Modem - ETD RS-232c ou V.24 Sinais mais comuns (25 pinos) TX, RX, RTS, CTS, DSR (Data Set Ready), CD, DTR (Data Terminal Ready),CR (common return), PG (protective ground) Sinais para canal secundário Clocks TX e RX para operação síncrona Tx não balanceada: 1 fio por sinal e terra comum Bit 1: -25V < voltagem < -3V, normal -12V Bit 0: +4V < voltagem < +25V, normal +12V Taxa, distância máxima: 20 kbps, 15 m MAB

4 Interface Modem - ETD RS-232 ou V.24 Todos os sinais de controle são ativos em 0 Utiliza o conector DB-25 conector fêmea vista frontal MAB

5 Interface Modem - ETD RS-449 Interfaces elétricas RS-423a Compatível com RS-232c (transmissão não balanceada) Permite distâncias maiores que RS-232c RS-422a ou V.11 Transmissão balanceada: 2 fios para cada sinal 2 Mbps, 60 m Sinais para teste local e remoto 37 pinos + 9 pinos para canal secundário RS-449/RS-422a (EUA) equivalente a V.36/V.11 (Europa) MAB

6 Interface Modem - ETD RS-449 Utiliza conector DB-37 RS-422a usa também conector DB-9 para o canal secundário (pouco usado) fabricantes podem usar DB-25 (mais compacto) com conversor DB-25 para DB-37 conector fêmea vista frontal MAB

7 Interface Modem - ETD RS-423a Não balanceado, compatível com RS-232c linha Taxa / distância máxima (fio AWG 24) 100 kbps - 13 metros 50 kbps - 23 metros 20 kbps - 66 metros 10 kbps metros < 1 kbps metros MAB

8 Interface Modem - ETD RS-422a ou V.11 Transmissão balanceada : 2 fios por sinal linha A B Taxa / distância máxima (fio AWG 24) 10 Mbps - 13 m 5 Mbps - 23 m 2 Mbps - 66 m 1 Mbps m 500 kbps m < 90 kbps m MAB

9 Interface Modem - ETD V.35 Transmissão balanceada apenas para os sinais críticos (dado e clock) Transmissão não balanceada para sinais de controle CTS, RTS, CD, DSR, DTR Não é diretamente compatível com V.36 Conversão V.35 / V.36 fácil de implementar Usa conector M-34 MM NN C D A B conector fêmea vista frontal MAB

10 Interface Modem - ETD V.35 Taxa / distância máxima 2 Mbps - 8 m 56 kbps - 31 m 38,4 kbps - 78 m 19,2 kbps m 9,6 kbps m 4,8 kbps m 2,4 kbps m Fabricantes passaram a usar o conector DB-25, pois o conector M-34 é grande e caro padrão Telebrás padrão ISO 2110 os dois padrões são incompatíveis MAB

11 Interface Modem - ETD G.703 Meios de transmissão dois cabos coaxiais : transmissão e recepção mais comum (conector BNC) transmissão não balanceada distância máxima: 600 metros a 2 Mbps dois pares trançados : transmissão e recepção transmissão balanceada distância máxima: 300 metros a 2 Mbps possibilidade de conversão para meios óticos Padrão comum nos equipamentos de comunicação das operadoras para transmissão a 2 Mbps (E1) Velocidades (kbps): 64, (T1), (E1), (T2), (E2), (E3), (E4), (STM-1, OC-3) MAB

12 Interface Modem - ETD HSSI - High Speed Serial Interface Desenvolvida pela CISCO e T3PLUS TIA TR comitê de padronização Características interface : ETD-ECD (DTE DCE) topologia : ponto-a-ponto velocidade máxima : 52 Mbps cabo : STP (par trançado blindado) (máximo de 16,5 metros) tecnologia : ECL usa conector miniatura de 50 pinos (SCSI-2) MAB

13 Opções de Relógio de Transmissão do Modem Relógio interno Derivado do oscilador interno do modem e usado quando o modem fornece o relógio para o sistema Relógio regenerado Recupera o relógio recebido da linha para ser usado como clock de tx, quando o lado remoto gera o sincronismo para o sistema Relógio externo Gerado pelo ETD, quando este é responsável pelo sincronismo do sistema Num ambiente síncrono, deve existir apenas uma fonte de sincronismo para todo o sistema MAB

14 Distorções Atraso de propagação Depende da freqüência Atenuação Depende da freqüência Crosstalk (indução entre pares) Taxa de erro de bit (BER) Taxa de 10-9 = 1 erro em 10 9 bits transmitidos MAB

15 Equalização Tenta manter atraso de propagação e atenuação constantes na faixa de freqüência de interesse MAB

16 Comunicação entre Centrais a comunicação entre centrais telefônicas é totalmente digital os sinais analógicos das conversas telefônicas são transformados em bits (sinais digitais) linha do assinante A/D D/A sistema telefônico D/A A/D linha do assinante MAB

17 Digitalização de Sinal Nyquist Para reconstruir completamente um sinal filtrado por um filtro passa baixa com fc = H Hz é suficiente uma amostragem de 2H Hz Em telefonia, H = 4 khz e a amostragem ocorre com freqüência de 8 khz (período de 125 µs) Com amostras de 8 bits, temos 64 kbps Com amostras de 7 bits, temos 56 kbps MAB

18 Digitalização da Voz Conversor Analógico/Digital PCM (Pulse Code Modulation) Amostras da amplitude com 16 bits a cada 125 µs (f=8 khz), gera 128 kbps Erro de quantização introduzido pelos 16 bits é desprezível Codec (codificador/decodificador) usado para reduzir a banda da voz MAB

19 Codec G.711 PCM µ-law (EUA e Japão), A-law (Europa) Comprime amostras PCM usando 8 bits em escala logarítmica, gerando 64 kbps MAB

20 Comunicação entre Centrais Transmissão PCM Sinal Analógico 200,1 56,2 50,0 76,5 97,0 171,8 155,9 132,3 Amostragem MAB

21 Comunicação entre Centrais Transmissão PCM Ajuste Decimal Conversão Binária MAB

22 Comunicação entre Centrais Recepção PCM Dados Recebidos Reprodução do Sinal Analógico MAB

23 Telefonia Tradicional * 8 # assinante Rede comutada (multiplexação TDM) voz analógica sobre par trançado PBX Conversão analógica-digital nas centrais (G.711) Voz trafega em um circuito digital dedicado de 64 kbps Comutação por circuito, sem filas ou atrasos intermediários * 8 # assinante voz analógica sobre par trançado PBX MAB

24 Comunicação entre Centrais SLDD 64 kbps 30 x 64 kbps linha comutada modem A/D E1 2 Mbps E1 2 Mbps E2 8,4 Mbps A/D linha comutada E1 2 Mbps modem SLDD 64 kbps MAB

25 E1 e T1 E1 32 canais de 1 byte / 125 µs = 256 bits x 8 khz = 2 Mbps 30 canais para o usuário (= 1920 kbps) 2 canais de controle e sincronização (opcionalmente um destes canais pode ser liberado para o usuário) 16 bits de overhead T1 193 bits a cada 125µs = 1,544 Mbps 24 canais de 8 bits (7 de info + 1 controle) + 1 bit de framing 25 bits de overhead MAB

26 Hierarquia Plesiócrona Digital (PDH) 64 Kbps 64 Kbps 64 Kbps 64 Kbps 64 Kbps 64 Kbps 64 Kbps 64 Kbps 64 Kbps MUX... MUX... MUX... E1 E1 E1 MUX E2 MUX E1 E1 E1 MUX MUX MUX Kbps 64 Kbps 64 Kbps 64 Kbps 64 Kbps 64 Kbps 64 Kbps 64 Kbps 64 Kbps E1 E1 TDM síncrono (quadros a cada 125 µs) e tributário básico a 64 kbps Relógios de canal tributário ligeiramente diferentes (não idênticos) Cada relógio pode operar numa faixa de velocidades Mux lê dos tibutários na maior taxa permitida e tx os bits intercalados Se bit não está pronto (relógio mais lento), insere bit de enchimento; Marca a inserção de enchimento para possibilitar remoção na recepção. Identificação de início e fim de quadros e subquadros com bits de framing e sincronização MAB

27 Limitações da PDH Custo de inserção e retirada de canais Exemplo: suponha uma rede onde enlaces principais são E4 e queremos remover um canal E1 em um ponto intermediário; Fazer todas as demultiplexações, de todos os canais tributários; Para que os demais canais possam prosseguir para outro ponto da rede, necessário fazer toda a multiplexação novamente para E4 Soluções de encapsulamento proprietárias e não padronizadas Gerência proprietária MAB

28 Hierarquias Plesiócronas Nível EUA (Mbps) Europa (Mbps) Japão (Mbps) 1 1,544 (DS-1) 2,048 (E1) 1, ,312 (DS 2) 8,448 (E2) 6, ,736 (DS-3) 34,368 (E3) 32, ,176 (DS-4) 139,264 (E4) 97,728 MAB

29 Hierarquia Digital Síncrona (SDH/SONET) Objetivos Aproveitar rede totalmente síncrona Unificar padrões (EUA, Europa, Japão, etc) Utilização em meios físicos diversos (fibra, rádio, etc) Compatibilidade com canais PDH atuais Colocação de inteligência nos multiplexadores Facilitar gerência e flexibilidade de operação Gerenciamento de redes com equipamentos de diferentes fabricantes MAB

30 Formação das Taxas em SDH STS-1 Synchronous Transport Signal level 1 155,52 Mbps x STM-N N x N 155,52 Mbps STS-3 ou STM-1 x 3 51,84 Mbps STS-1 x 7 6,132 Mbps x 4 x 3 1,544 Mbps T1 2,048 Mbps E1 Equivalente a SONET OC-1 STM-1 Synchronous Transport Module level 1 Equivalente ao STS-3c e SONET OC-3 Sinal básico para a interface UNI pública MAB

31 SDH STM levels e SONET Optical Carrier (OC) Taxa da linha (MBPS) SONET level SDH level 51,840 OC-1 155,520 OC-3 STM-1 466,650 OC-9 622,080 OC-12 STM-4 933,120 OC ,160 OC-24 STM ,240 OC-36 STM ,320 OC-48 STM-16 MAB

32 Modulação em Transmissão Analógica Modulação em Amplitude (AM) Modulação em Freqüência (FM) Modulação em Fase Modulação em Fase e Amplitude Constelações 8-QAM, 3 bits/ baud bps a baud 4 bits/ baud, 16 estados bps a baud MAB

33 Tecnologia dos Modems Taxa (bps) Padrão 300 V.21 (barato) 1200 V V.22 bis 9600 (4800) V (19.200) V.32 bis com MNP5 (compressão 2:1) 9600 (38.400) V.32 bis V.42 bis (compressão 4:1) ( ) V.34 V.42 bis ,6/56 kbps 48/56 kbps Controle de erro MNP 2-4 V.42 (LAP-M) V.34 bis V.90 (uma das extremidades digital) V.92 (uma das extremidades digital) MAB

34 Facilidades dos Modems Detecção automática de velocidade Seleção dinâmica da melhor velocidade Resposta automática Discagem automática Cancelamento de eco local e remoto Equalização dinâmica Codificação Trellis para linhas ruidosas (bit de paridade extra e codificação adequada para minimizar erros) Linguagem de programação (Hayes) MAB

35 MAB Circuitos Auxiliares LAR - Loop Analógico Remoto LINHA I N T E R F A C E D I G I T A L A N A L Ó G I C A I N T E R F A C E mod. demod. Tx Rx modem local I N T E R F A C E D I G I T A L A N A L Ó G I C A I N T E R F A C E demod. mod. Tx Rx modem remoto DTE local DTE remoto Tx Rx Rx Tx

36 MAB Circuitos Auxiliares LDR - Loop Digital Remoto LINHA I N T E R F A C E D I G I T A L A N A L Ó G I C A I N T E R F A C E mod. demod. Tx Rx modem local I N T E R F A C E D I G I T A L A N A L Ó G I C A I N T E R F A C E demod. mod. Tx Rx modem remoto DTE local DTE remoto Tx Rx Rx Tx

37 Limites de Velocidade em Linhas Telefônicas Entre duas Linhas Telefônicas Analógicas Para o sistema telefônico normal, com linha do usuário (analógica) se comunicando com linha do usuário (analógica), o limite (Shannon) é 35 kbps, aproximadamente MAB

38 Limites de Velocidade em Linhas Telefônicas Entre Linhas Telefônicas Analógica e Digital Para velocidades maiores é necessário trocar pelo menos uma das linhas por linhas especiais (linhas digitais) não pupinizadas Os circuitos PCM na linha digital são transferidos da central telefônica para a instalação do assinante modem do cliente linha do assinante central telefônica AD DA RDI linha digital do provedor modems do provedor MAB

39 Limites de Velocidade em Linhas Telefônicas Entre Linhas Telefônicas Analógica e Digital Modem CCITT V.90 Para conexão a ISP (Internet Service Provider) até 56 kbps do ISP para o cliente até 33.6 kbps (V.34) do cliente para o ISP Requisitos necessários para operação conexão digital (E1, T1 ou ISDN) em uma das pontas (ISP) suporte para 56 kbps nas duas pontas apenas um conversor analógico / digital entre as duas pontas (na instalação do assinante) Muda para V.34 se conexão digital não é detectada ou modem remoto não suporta 56 kbps MAB

40 Limites de Velocidade em Linhas Telefônicas Entre Linhas Telefônicas Analógica e Digital Modem CCITT V.92 Similar ao V.90 (apenas um conversor A/D é permitido) Até 56 kbps do ISP para cliente (PCM) Até 48 kbps do cliente para o ISP (PCM) Compressão até 6:1 (CCITT V.44) transferências até 300 kbps (acima dos 115 kbps dos PCs) Conexão mais rápida pois o modem armazena dados e características das últimas conexões MOH (modem on hold): conexão com rede fica suspensa enquanto uma chamada de voz é atendida MAB

41 Limites de Velocidade em Linhas Telefônicas Entre duas Linhas Telefônicas Digitais Modems xdsl Aproveitam os atuais cabos das linhas do assinante (sem os circuitos que limitam a banda passante) Usa banda passante de 0 até MHz Dependendo do padrão permitem compartilhar dados e voz na mesma linha Usa a banda superior a 4 khz para a transmissão de dados Banda dedicada a cada usuário, pois apenas suas transmissões passam no seu par trançado MAB

42 Limites de Velocidade em Linhas Telefônicas Entre duas Linhas Telefônicas Digitais Modems xdsl com supressores de eco MAB

43 Limites de Velocidade em Linhas Telefônicas Entre duas Linhas Telefônicas Digitais ADSL: Asymmetric Digital Subscriber Line 1 linha com 3 canais independentes Até 5,5 km (2 Mbps) ou 2,7 km (8,4 Mbps) MAB

44 ADSL Exige linhas digitais (não pupinizadas) Técnica DMT (Discrete MultiTone) Banda de 1,1 MHz, dividida em 256 canais independentes de 4,3 khz cada (2 de controle) ANSI T1.413 e ITU G Mbps downstream e 1 Mbps upstream baud, 15 bits/símbolo, 254 canais 13,44 Mbps (teórico) Relação S/N reduz taxa real Canal de 4 khz para a voz analógica MAB

45 ADSL 2/2+ Mais imune a interferências e ruídos que o ADSL Apenas 4 kbps para sinalização Nova codificação 24 Mbps downstream, 1 Mbps upstream Auto-diagnóstico: mede as características de ruído, margem de ganho (SNR) e atenuação nos dois lados da linha. MAB

46 Comparativo ADSL vs ADSL2 Gráfico I Gerenciamento MAB

47 Serviços xdsl ISDN ou DSL (desuso) Conhecido como serviço 2B + D Canal B (64 kbps) é usado para dados ou voz PCM Canal D (16 kbps) é usado para controle e sinalização Serviços Canal 64kbps Canal 64kbps Canal 16kbps DVI / Telemar - RJ Multilink / Telefônica - SP Tarifas assinatura + impulsos excedentes BRI MAB

48 Serviços xdsl ADSL Telefone + dados na mesma linha Rede Banda Larga ADSL Splitter linha existente Splitter ADSL Rede Telefônica TV de Alta Definição MAB

49 Serviços xdsl ADSL Tarifas habilitação + mensalidade + aluguel do modem + provedor Serviços Velox / Oi (Telemar) Speedy / Telefônica MAB

50 Cable Modem ou Modem a Cabo Utiliza a infra-estrutura de TV a cabo bidirecional, com um headend alocando canais upstream e downstream a um modem a cabo que se torna ativo Utiliza placa de rede para comunicar com PC Freqüências usadas na transmissão a cabo upstream (digital) transmissão de TV (analógica) downstream (digital) freqüência (MHz) MAB

51 Arquiteturas de redes a cabo: visão geral Tipicamente 500 a casas ponto final do cabo rede de distribuição de cabo (simplificada) casa MAB

52 Arquiteturas de redes a cabo: visão geral ponto final do cabo rede de distribuição de cabo (simplificada) casa MAB

53 Arquiteturas de redes a cabo: visão geral servidor(es) ponto final do cabo rede de distribuição de cabo (simplificada) casa MAB

54 MAB casa ponto final do cabo rede de distribuição de cabo (simplificada) canais V I D E O V I D E O V I D E O V I D E O V I D E O V I D E O D A T A D A T A C O N T R O L FDM: Arquiteturas de redes a cabo: visão geral

55 Modem a Cabo Downstream Velocidade: 27 a 56 Mbps Faixa de freqüências / banda do canal USA 42 a 850 MHz / canal de 6 MHz Europa 65 a 850 MHz / canal de 8 MHz Modulação de cada canal 64-QAM com 6 bits por símbolo (normal) 256-QAM com 8 bits por símbolo (mais rápido porém mais sensível a ruído) Dados (unicast, broadcast ou multicast) são recebidos por todos os modems e banda é compartilhada Criptografia necessária para segurança MAB

56 Modem a cabo Upstream Velocidade: 3 Mbps Faixa de freqüências / banda do canal USA 5 a 42 MHz / canais de 2 MHz Europa 6 a 65 MHz / canais de 2 MHz Modulação QPSK com 2 bits por símbolo (em presença de excesso de ruído) 16-QAM com 4 bits por símbolo (com relação sinal/ruído boa) Um canal é dividido em pequenas janelas (minislots de 8 bytes) que podem ser alocadas sob demanda Modems fazem reservas concorrentes em uma única janela de controle e um protocolo é usado quando há colisão de solicitações Taxa de transmissão depende dos outros usuários! MAB

57 Modem a cabo Normalmente proprietários Padrão ( CableLabs e fabricantes) DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification) e EuroDOCISIS Tarifas habilitação + mensalidade + aluguel do modem + provedor Serviços Vírtua / Net ( Ajato / TVA ( MAB

58 Outros Tipos de Modems Wireless Cable Usa micro-ondas e antena única para vídeo e internet Transmissão via MMDS Multichannel Multipoint Distribution Service Modems de 27 Mbps (compartilhado) canais / meios compartilhados por CSMA/CD ou Token Versões unidirecional (download pelo MMDS e upload pela linha telefônica) bi-direcional pelo MMDS Serviços Ajato / TVA ( MAB

59 Outros Tipos de Modems WLL - Wireless Local Loop central Transmissão broadcast em um canal compartilhado Transmissão digital Possibilidade para voz + dados Pode usar equipamentos de rede sem fio com antenas direcionais ou ominidirecionais MAB

60 Outros Tipos de Modems Satélite Serviço: UOLSat empresas UOL (provedor) Star One / Embratel (acesso) Gilat (tecnologia) utiliza placa de rede no computador caro MAB