Sistemas de Telecomunicações I

Transcrição

1 Introdução aos Sistemas de Telecomunicações José Cabral Departamento de Electrónica Industrial Introdução aos Sistemas de Telecomunicações 1-16

2 Introdução aos Sistemas de Telecomunicações Tópicos: Redes Telefónicas Rede Analógica Rede Digital Rede Celular Transmissão por Satélite Redes de Difusão de Serviços Audiovisuais Redes de Dados de Computador Rede Pública Digital Hierarquias Plesiócronas Hierarquia Síncrona Introdução aos Sistemas de Telecomunicações 2-16

3 Redes de Computadores As redes de dados digitais surgiram para interligar terminais e computadores: Foram desenvolvidos vários protocolos para transmissão de sinais caracterizados por: períodos de actividade, onde se requer uma capacidade de transmissão relativamente elevada durante um intervalo temporal relativamente curto, interrompidos por períodos de inactividade mais ou menos longos transmissão em bursts Introdução aos Sistemas de Telecomunicações 3-16

4 Redes de Computadores Este tipo de tráfego, recomenda uma atribuição partilhada no tempo, por vários utilizadores ou chamadas, do mesmo canal de transmissão e de outros recursos da rede Nos períodos de actividade, a informação a transmitir é formatada em pacotes de comprimento fixo ou variável que são numerados e marcados com os endereços do remetente e do destinatário, ou referenciados ao canal virtual a que diz respeito a informação No terminal emissor e em cada nó da rede, os pacotes são armazenados para serem transmitidos quando existirem recursos disponíveis Introdução aos Sistemas de Telecomunicações 4-16

5 Redes de Computadores O modelo de referência para a interconexão de sistemas abertos (OSI) descreve os processos de comunicação segundo uma hierarquia de sete camadas com funções específicas: a camada física constitui o nível mais baixo na hierarquia do modelo OSI as camada de ligação e a de rede, são definidas localmente, isto é, na interface de utilizador da rede as quatro camadas seguintes têm significado extremo-aextremo e são dependentes do serviço transportado Introdução aos Sistemas de Telecomunicações 5-16

6 Interligação de Redes de Computadores Desenvolvidos os protocolos para as várias camadas do modelo OSI Definidas as interfaces de acesso ao meio de transmissão (bem como a sincronização dos processos entre utilizadores e os mecanismos de gestão) Foram surgindo vários tipos de redes de computadores, das quais se destacam: Redes Locais (LAN), Redes Metropolitanas (MAN), Redes (virtuais) de comutação de pacotes (e.g. Redes X.25, Frame Relay). suportadas fisicamente por meios de transmissão próprios, que poderão estar interligados remotamente, através de redes telefónicas Introdução aos Sistemas de Telecomunicações 6-16

7 Redes de dados - Principais Especificações Introdução aos Sistemas de Telecomunicações 7-16

8 Comutação de Pacotes / Circuitos Nas redes orientadas à comutação de pacotes (Locais e Metropolitanas, X.25, Internet, etc), a qualidade de serviço é muito variável com o volume de tráfego os mecanismos de controlo de fluxo comportam uma componente reactiva que permite a detecção e a correcção de alguns erros de transmissão, retransmissão de pacotes (em caso de perda ou duplicação), além do controlo do débito de geração na fonte em função dos atrasos provocados por sobrecarga dos nós da rede Pelo contrário, nas redes orientadas à comutação de circuitos, como a RDIS, a transmissão de dados é efectuada com qualidade de serviço (i.e. probabilidade de perda e variação do atraso) constante o controlo de tráfego comporta apenas uma componente preventiva, associada à atribuição de recursos no estabelecimento das conexões Introdução aos Sistemas de Telecomunicações 8-16

9 Rede Pública Digital Meios de transmissão As linhas de transmissão nas redes fixas de telecomunicações e de redes de área local, são essencialmente constituídas por pares de cobre (apesar das suas limitações em distância e em largura de banda) A utilização de cabos coaxiais, de feixes hertzianos ou de satélites estacionários, permite aumentar a capacidade de transmissão para muito longas distâncias Mercê da elevada largura de banda e baixa atenuação, as fibras ópticas são vulgarmente utilizadas como meio de transmissão não só em percursos longos e taxas de transmissão elevadas (por exemplo, em cabos transoceânicos e terrestres), mas também em redes locais de alto débito Introdução aos Sistemas de Telecomunicações 9-16

10 Rede Pública Digital A definição de protocolos de acesso a meios partilhados, garantindo privacidade na transmissão via rádio, permitem a exploração de serviços móveis, em redes celulares, em redes de satélites de órbitas baixas, em redes locais sem fios A rede pública digital, onde se interliga a rede de utilizador, obedece a especificações, definidas em normas internacionais, e integram várias tecnologias de suporte, que apresentam uma topologia típica que engloba dois subsistemas: a rede de transporte a rede de acesso, que poderá apresentar particular complexidade na interligação de sistemas móveis Introdução aos Sistemas de Telecomunicações 10-16

11 Rede Pública Digital - Rede de Transporte Os sistemas de transmissão digitais, baseados em agregados multiplexados de tramas, podem ser combinados entre si de uma forma hierárquica flexível, ou interligados a sistemas electrónicos de comutação espacial e temporal Dois sistemas em funcionamento: Hierarquias Plesiócronas PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) Hierarquia Síncrona SDH (Synchronous Digital Hierarchy) Introdução aos Sistemas de Telecomunicações 11-16

12 Hierarquias Plesiócronas Não existiu consenso a nível mundial na definição dos sistemas hierárquicos plesiócronos (PDH), pelo que coexistem dois sistemas: Na Europa e em muitos outros países foi adoptado o sistema designado por PDH-1, Nos Estados Unidos e no Japão adoptou-se um sistema diferente, designado por PDH-2 Os canais afluentes (tributários) das hierarquias plesiócronas não são sincronizados por um relógio comum, são, por isso, tolerados pequenos desvios nos débitos dos tributários em relação ao débito nominal, que são controlados pela própria técnica de multiplexagem. Introdução aos Sistemas de Telecomunicações 12-16

13 Hierarquias Plesiócronas Características dos vários níveis das hierarquias plesiócronas Introdução aos Sistemas de Telecomunicações 13-16

14 Hierarquias Plesiócronas As tramas dos sistemas PDH-1 têm um cabeçalho para sincronização e, além dos intervalos dedicados aos canais de informação, existem intervalos dedicados a canais de sinalização, para transmissão de informação referente ao controlo da alocação de recursos dos canais de informação A sinalização é transmitida entre utilizadores e entidades de controlo: canais distintos associados a cada canal de informação estruturada em mensagens suportadas num canal comum a todos os canais Em qualquer dos casos, no 1º nível da hierarquia do sistema PDH existe um intervalo de 64 kbit/s através do qual é feita a sinalização de canal comum ou associado. Introdução aos Sistemas de Telecomunicações 14-16

15 Hierarquias Plesiócronas Alinhamento de trama: Na recepção, o sistema de desmultiplexagem, depois de recuperar o relógio do fluxo binário de informação terá de proceder ao alinhamento da trama, identificando o respectivo início, para extrair a informação transportada em cada canal Para isso, o respectivo circuito electrónico, terá de identificar a palavra de alinhamento que ciclicamente está presente na informação recebida, e com ela acertar os contadores que irão identificar os intervalos temporais associados a cada canal Para não se confundir a palavra de alinhamento com outra igual, que aleatoriamente poderá ser enviada na informação transportada em qualquer dos canais, esse circuito terá de executar um algoritmo de alinhamento Introdução aos Sistemas de Telecomunicações 15-16

16 Justificação Hierarquias Plesiócronas As hierarquias plesiócronas não são sincronizadas por um relógio comum, por isso são tolerados pequenos desvios nos débitos dos tributários em relação ao débito nominal Nos níveis superiores duma hierarquia a fase do ciclo de repetição das tramas dos tributários será deslizante se os respectivos débitos não forem coincidentes A técnica utilizada no controlo das variações dos débitos dos canais afluentes (justificação) consiste em acrescentar/retirar bits da trama, conforme o necessário para adaptar os débitos binários Introdução aos Sistemas de Telecomunicações 16-16