Centro Universitário Fundação Santo André. Disciplina Redes de Computadores. Módulo 05

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1 Centro Universitário Fundação Santo André Disciplina Redes de Computadores Módulo V1.0 Conteúdo Telecomunicação e Canais de Comunicação Multiplexação Tipos de Circuitos de Dados DTE e DCE Circuit Switching Packet Switching Transmissão Serial MODEM Revisão

2 Telecomunicação e canais de comunicação Telecomunicação é a ciência e a técnica de transmissão à distância que se utiliza de recursos tecnológicos baseados nos fenômenos eletromagnéticos. Canal de Comunicação Canal de Comunicação é o caminho físico interligando dois pontos através do qual pode-se transmitir informações. São características do canal de comunicação: Tipo de Sinal Suportado Digital Amplitude varia entre dois valores que representam 0 e 1 Analógico Amplitude varia continuamente dentro de um intervalo Direção da Transmissão Simplex Um único sentido Half Duplex Dois sentidos alternadamente Full Duplex Dois sentidos simultaneamente Banda Passante Capacidade do canal em transmitir informações bps - Canais digitais Hz Canais analógicos Multiplexação - Conceitos Multiplexação é técnica que permite a utilização de um único canal de comunicações para várias transmissões simultâneas. A Multiplexação é efetuada por aparelhos denominados Multiplexadores, que multiplexam na transmissão de demultiplexam na recepção Nas transmissões digitais a multiplexação pode ser TDM (Time Division Multiplexing) ou STDM (Statistical Time Division Multiplexing) O tráfego de dados geralmente ocorre no modo rajada, tornando o fluxo de transmissão inconstante ao longo do tempo. Esta característica inpulsiona o uso do STDM. A B C C D IN 1 TRONCO OUT 1 A B C C D 1 B 2 D 3 IN 2 MUX DEMUX OUT 2 1 B 2 D 3 2 & 3 IN 3 OUT 3 2 & 3 Tronco TDM Tronco STDM A 1 $ B C 2 X C X & D 3 X A 1 $ 2 C & D 3

3 Multiplexação TDM x STDM TDM Alocação fixa de time slot Velocidade do tronco = soma das portas Não acrescenta atraso Não necessita de buffer Utilização de banda menos eficiente Mais gastos com os canais tronco STDM Alocação dinâmica de time slot Velocidade do tronco < soma das portas Pode acrescentar atraso Pode necessitar de buffer Utilização de banda mais eficiente Menos gastos com os canais tronco Note no desenho abaixo como o STDM utiliza menos banda para transmitir os mesmos dados A B C C D IN 1 TRONCO OUT 1 A B C C D 1 B 2 D 3 IN 2 MUX DEMUX OUT 2 1 B 2 D 3 2 & 3 IN 3 OUT 3 2 & 3 Tronco TDM Tronco STDM A 1 $ B C 2 X C X & D 3 X A 1 $ 2 C & D 3 Tipos de Circuitos de dados Circuito Físico Conexão fixa entre duas localidades, usando um meio de transmissão dedicado, sendo transparente a protocolos. Circuito Virtual USER A CIRCUITO FÍSICO VIRTUAL CIRCUIT VIRTUAL CIRCUIT USER B USER C Conexão lógica entre dois usuários de uma rede. Uma conexão física até a rede é ainda necessária. Os circuitos virtuais compartilham os recursos físicos dentro da nuvem utilizando a técnica de multiplexação. Cada usuário pode se conectar a qualquer outro embora tenha um único acesso físico. CIRCUITO FÍSICO Existem dois tipos de circuito virtual Switched Virtual Circuit - SVC O Switched Virtual Circuit é estabelecido após uma chamada feita por um usuário. O SVC deixa de existir após o encerramento da conversa. Permanent Virtual Circuit - PVC O Permanent Virtual Circuit esta sempre estabelecido entre dois usuários, configurado pelo operador da rede. Não há a necessidade de estabelecer-se ou quebrar-se a conexão

4 DTE e DCE DTE Data Terminal Equipment Dispositivo fonte ou destino dos dados (computador) DCE Data Communications Equipment Dispositivo usado para transmitir dados sobre um meio (modem) Ponto de entrada em uma rede de packet switching Duas abordagens diferentes: 1) Quando analisamos a interface física com um modem (pensando em camada 1) Linha Telefônica DTE DCE 2) Quando analisamos a conexão com uma rede de dados (pensando em camada 2) CIRCUITO FÍSICO Rede Frame Relay CIRCUITO FÍSICO DTE DCE DCE DTE Circuit Switching Provê uma conexão dedicada, mantida pelo tempo necessário para a transmissão. Os recursos são dedicados a conexão, sendo liberados no final da transmissão. As mensagens transmitidas sempre passam pelo mesmo caminho. Vantagens Não cria atraso (delay) pois não há congestionamentos Desvantagens: Uso ineficiente do canal de comunicação Mais caro para implementar e manter Exemplos: linha discada (telefone convencional) e ISDN USER A USER B USER C

5 Packet Switching Provê uma conexão lógica chamada de circuito virtual Os recursos são compartilhados por várias conexões As mensagens são quebradas em pedaços chamados de pacotes. Os pacotes podem passar por caminhos diferentes. Vantagens: Os pacotes podem ser reroteados para evitar problemas de congestionamento ou interrupção Permite uma utilização mais eficiente dos canais de comunicação. Desvantagens: Variação de atraso (delay) pode dificultar a implementação de certas aplicações. Exemplos: X25 e Frame relay. USER A USER B USER C Transmissão Serial Internamente nos computadores os dados fluem por barramentos paralelos Na transmissão paralela cada bit utiliza um fio Esta forma é inviável para uso externo Um chip chamado UART faz a serialização dos bits A transmissão serial se divide em: Transmissão serial síncrona Transmissão serial assíncrona

6 Transmissão Serial Assíncrona x Síncrona Serial Assíncrona Pode transmitir caracteres com espaços irregulares de tempo. Exemplo: os caracteres são transmitidos para o computador remoto na medida em que são teclados. Insere bits de start e stop em cada caracter, então cada carater usa 10 ou mais bits Encontrada na maioria dos PCs (desapareceu nos notebooks) Serial Síncrona Os caracteres são transmitidos com intervalos regulares de tempo dentro de um bloco. Exemplo: os caracteres são buferizados e um bloco é transmitido quando o operador do computador tecla enter Insere caracteres de inicio e final de bloco e não bits de start/stop Encontradas em roteadores e outros equipamentos mais sofisticados MODEM - Conceitos faz a conversão do sinal digital do computador para o sinal analógico da linha telefônica e vice versa. é o acrônimo de Modulador e Demodulador, as quais são as operações realizadas pelos modems para permitir a transmissão dos sinais do computador no meio analógico. Os s possuem duas interfaces : digital onde troca dados com o computador analógica onde transmite e recebe na linha telefônica. Digital Analógica Rede Telefônica Digital Analógica Técnicas Básicas de Modulação Modulação: Alteração, isolada ou conjuntamente das características de uma onda para nela imprimir os dados Portadora: Um sinal analógico gerado e transmitido na linha telefônica com características de amplitude, fase e freqüência. Associado a cada uma das características da portadora temos as técnicas de modulação que são: ASK - Amplitude Shift Keying : Modifica a amplitude em função do sinal digital FSK - Frequency Shift Keying: Modifica a freqüência em função do sinal digital PSK - Phase Shift Keying: Modifica a fase em função do sinal digital Os s podem utilizar uma das técnicas acima, ou uma combinação das delas.

7 MODEM - Características Tipos de transmissão: Assíncrono As interfaces seriais de PCs são assíncronas Síncrono Alguns equipamentos como roteadores possuem interfaces síncronas Modo de conexão física ao computador Interno No barramento PCI de um PC Onboard na Motherboard Externo: digital serial (RS232, V35 etc) PCMCIA em Notebooks USB Universal Serial Bus Normas CCITT para s V90 com compressão V42bis dowstream 52Kbps upstream 33 kbs Tempo de conexão 25-30sec Compressão V42bis pouco eficiente com WEB V92 com compressão V44 dowstream 48Kbps upstream 48kbs Tempo de conexão 12-15sec Compressão V44 melhora a velocidade de 10 as 120% (dependendo do conteúdo) Retém conexão de dados para permitir atendimento de ligação voz MODEM EIA RS-232C Os 9 pinos na interface RS-232C tem as seguintes funções: 1 DCD (Data Carrier Detected) O DCE (modem) informa que está recebendo portadora (sinal) do outro DCE (modem) 2 RD (Received Data) Pino por onde chegam os dados recebidos da outra ponta 3 TD (Transmited Data) Pino por onde saem os dados transmitidos para outra ponta 4 DTR (Data Terminal Ready) O DTE (computador) informa que está pronto 5 SG (Signal Ground) Terra de sinalização Serve como referência elétrica 6 DSR (Data Set Ready) O DCE (modem) informa que esta pronto 7 RTS (Request To Send) O Terminal (DTE) pede ao DCE autorização para transmitir 8 CTS (Clear To Send) O (DCE) autoriza a transmissão ao DTE 9 RI (Ring Indicator) O DCE informa que uma chamada telefônica esta chegando O estudo da interface RS232 permite facilmente entender os outros padrões como V35 e outras

8 MODEM ADSL ADSL Utiliza modulação em altas freqüências, permitindo o uso da linha telefônica para transmitir dados em altas velocidades (até 8 Mbps) sem interferir com a transmissão da voz. Comercialmente no Brasil são oferecidas velocidades até 2 Mbps. Diferentemente do modem convencional a portadora do ADSL não atravessa a rede telefônica, mas somente o par metálico da residência do assinante até a central telefônica. Nesta central um segundo spliter separa o sinal de alta freqüência e o envia a um equipamento chamado DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer) o qual demodula e envia os dados para um backbone IP de alta velocidade. Um DSLAM atende centenas de assinantes. O ADSL normalmente inclui as funções de um router e é chamado de /Router. REDE TELEFÔNICA ADSL ethernet Spliter Linha Telefônica Spliter CENTRAL TELEFÔNICA REDE IP Operadora INTERNET DSLAM RESIDÊNCIA PRÉDIO OPERADORA ISP CABLE MODEM O Cable opera conectado ao cabo coaxial do serviço de TV a cabo. Cada canal de TV ocupa uma banda de 6MHz no cabo. Mais de 1 centena de canais funcionam sobre o mesmo cabo. Para downstream, através de um único canal de 6 MHz o provedor de TV a cabo é capaz de habilitar até 1000 usuários de cable modem com uma banda agregada total de 27 a 56 Mbps. Para upstream utiliza-se um canal de 2 MHz fazendo com que o cable seja assimétrico. A velocidade agregada é de 3 Mbps. São componentes internos de um cable modem sintonizador, demodulador e modulador CMTS CABLE MODEM TERMINATION SYSTEM CABLE ATÉ 100KM PRÉDIO OPERADORA

9 CABLE MODEM x MODEM ADSL Diferenças O Cable trabalha em cima da rede de TV a cabo Tem velocidade máxima teórica de 30 Mbps compartilhada entre um grupo de assinantes vizinhos Tem perda de performance em horários de pico de utilização no acesso cable. Não limita a velocidade em função da distância do assinante O ADSL trabalha em um linha telefônica Tem velocidade máxima teórica de abaixo de até 8 Mbps por assinante Não apresenta perda nos horários de pico de utilização no acesso adsl. Limita velocidade em função da distância até o assinante Semelhanças: O provedor procura limitar a banda de cada assinante configurando limitadores na rede. Congestionamentos no backbone IP irão afetar a performance dos assinantes no acesso. Revisão 1) Qual a diferença entre sinal analógico e sinal digital? 2) Como se classificam os canais quanto a direção de transmissão? 3) O que é banda passante e quais as unidades utilizadas? 4) Qual a diferença entre multiplexação TDM e multiplexação STDM? 5) Qual a diferença entre SVC e PVC? 6) Explique DTE e DCE na interface física e na conexão com redes packet switching. 7) Explique a diferença entre circuit switching e packet switching. 8) Qual a diferença entre transmissão serial síncrona e transmissão serial assíncrona? 9) O que é uma técnica de modulação? 10) Quais as vantagens do V.92 sobre o V.90? 11) Mencione 2 diferenças entre os serviços ADSL e Cable. 12) Explique a função dos pinos da Digital RS-232C.