3. INTERFACE FÍSICA DE ACESSO

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1 3. INTERFACE FÍSICA DE ACESSO 1

2 Protocolo de Nível Físico B1 B2 Q.930/1 s p t 3 - Rede B1 B2 LAP-D 2 - Ligação Nível 1 I.430/1 1 Protocolo de Nível Físico Meio Físico (Ligação ) I.430 Interface Básica Utilizador-Rede (Nível Físico) I.431 Interface de Ritmo Primário Util.-Rede (Nível Físico) 2

3 Interfaces Físicas Interface Básica 2B + D (I.430) Comutador Interface de Ritmo Primário 30B + D (S 2 ) (I.431) PABX Comutador ISDN Serviços Básicos do Nível Físico - Capacidade de Transmissão nos canais B e D - Temporizações - Sincronizações - Funções de sinalização e manutenção associadas à transmissão física. 3

4 Interface Básica: Princípios de Especificação Possibilidade de pôr vários terminais em paralelo de modo passivo (ausência de electrónica na tomada) Distâncias de ligação dos terminais compatíveis com as necessidades do parque das instalações dos assinantes Alimentação dos terminais através da interface Possibilidade de garantir a continuidade do serviço pela empresa operadora independentemente da rede de energia Rentabilização, na medida do possível, das cablagens existentes. 4

5 Ligações Funcionais da Interface S Ligações funcionais de transporte de dados: Canais B1 e B2; são os canais de 64 Kbit/s bidireccionais estabelecidos em modo circuito; Canal D; é um canal de 16 Kbit/s bidireccional gerido em modo de comutação de pacotes, partilhado por todos os terminais da configuração multiponto. Ligações funcionais de gestão da interface: Função de resolução de conflito de acesso ao canal D. Função de sincronização: os terminais são sincronizados pelo NT aos níveis de bit e de trama. O relógio de bit (192 Kbit/s) está embebido no sinal e permite a recuperação de dados. Função de activação/desactivação; Função de alimentação. 5

6 Conector Físico Fonte 3 a b c + a b c Receptor 1 d e - - d e + - Fonte 1 f + f Receptor 2 g h g h Fonte 2 TE Equipamento Terminal Interface S/T NT Terminação de Redes 6

7 Configurações Físicas TE NT1 LT 1 Km S 1) Configuração de terminal único TE TE TE m NT1 LT 2) Configuração multi-terminal com bus passivo 7

8 TE NT2 NT1 LT TE S (PPCA) 3) Configuração multi-terminal com NT2 e rede em estrela TE S NT1 LT Analógico 4) Configuração com telefone analógico (não normalizado) 8

9 Bus Passivo (Bus-S) Bus Passivo Curto (2 pares) TEa TEb TEc m S NT1 LT TEb TEa TEc 500 m S NT1 LT Terminação da Central Bus Passivo Longo (2 pares) 25m - NT1 pode transmitir em qualquer momento - TEs competem para aceder ao bus Código no BUS: AMI (Alternate Mark Inversion) dados linha 0 Volt 9

10 Limitações das configurações Terminal único: Atenuação < 6dB ( 1 Km) Bus Passivo Curto: Round Trip Delay 2 us < 5 us 1/192Kbps (200 m para cabo com impedância 150 Ohm) Nº de terminais 8 (atenuação de 0.25 db por terminal) Cordão de ligação ao terminal < 10 m Bus Passivo Longo: Atenuação (cabo < 500 m; nº de terminais 8) 10

11 Exemplo de Acesso Simultâneo ao Bus S 11

12 Estrutura da Trama NT -> TE: 48 bits / 250 us 0 1 D L F L B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 E D A Fa N B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 E D M B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 E D S B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 E D L F L 0 TE -> NT: Offset 2 bits D L F L B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 L D L Fa L B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 L D L B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 B1 L D L B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 L D L F F - Bit de sincronismo de início de trama L - Bit de equilíbrio de corrente contínua D - Bit do canal D E - Bit de eco do canal D (NT -> TE) Fa - Bit auxiliar de sincronismo de trama N\ - Bit de sincronismo N\ = Fa B1 - Bit do canal B1 B2 - Bit do canal B2 A - Bit de activação (NT -> TE) S - reservado M - Bit de multi-trama 144 Kbit/s B1 64 Kbit/s B2 64 Kbit/s D 16 Kbit/s Overhead 192 Kbit/s 12

13 Exemplo de Sincronização de Trama 13

14 Activação / Desactivação do Bus S Activação Desactivação Colocação do TE e NT no estado normal de funcionamento Colocação do TE e NT num estado de baixo consumo, quando não existem chamadas Primitivas associadas à activação e desactivação (Comunicação entre os níveis 1 e 2) N 2 N 1 N 1 N 2 PH Activate Request (Pedido de activação) PH Activate Indication (Indicação de activação) PH Deactivate Request (Pedido de desactivação) PH Deactivate Indication (Indicação de desactivação) 14

15 Sequência de Activação do Bus S Sequência de Activação do Bus S Info 0 NT -> TE Sinal nulo TE -> NT Sinal nulo Info 1 Info 2 Info 3 Info 4 Tramas com bits B=D=E=0 e A=0 Trama normal (com A=1) Trama normal 15

16 Exemplo: Activação do Bus S 16

17 Competição no Acesso ao Bus S Bit E NT1 Bit D Bit D Bit D TEa TEb TEc Bus Síncrono a 192 KbitS, 2 Pares unidireccionais. NT1 Sincroniza todos os TEs. NT1 envia no bit E o eco do bit D recebido dos TEs TE1 e TE2 a transmitirem simultaneamente no canal D: TE a bits D TE b bits D NT bits E Bits E bits D de TE a e TE b : Colisão 17

18 Resolução da competição no acesso ao bus S (CSMA/CR) Assume-se tramas HDLC (LAPD) com flags de início e fim , e inserção de 0s. O Bit E determina quem teve sucesso na transmissão ( 0 tem precedência sobre 1, i.e. operação AND). Se o bit E for diferente do bit D, o terminal passa a enviar 1 lógico. Esquema de prioridades dinamicamente alterável para haver justiça no acesso ao meio. Após uma transmissão com sucesso de um pacote, a prioridade desse terminal diminui para permitir o acesso dos outros terminais. Prioridade é definida pelo número de bits a 1 que se tem de esperar antes de transmitir. 18

19 Acesso ao Canal D 19

20 Acesso ao Canal D Classes/Prioridades: Nº de bits em espera 20

21 Algoritmo de Acesso ao Canal D Espera acesso ao bus X1 = 8 X2 =10 F = 0 Envio de trama 1 ESPERA 2 C = 0 ESPERA 1 Bit E recebido N E = 1 S S C = 11 N C = C + 1 N C >= X1 S F = 1 X1 = 8 (Sobe prioridade 1) C >= X2 N S X2 = 10 (Sobe prioridade 2) N F = 1 S (Tem trama para enviar?) N C >= Xi S Envia 1o bit de dados D 1 Enviar trama 1 Prioridade 2 i=1 i=2 Bit E recebido D D = E S Ma is bits S se i=1 X1=9 Envia próximo se i=2 X2=11 bit de dados D N N (Baixa prioridade 1 ou 2) D - bit do canal D E - bit do canal de eco de D F - indicador de trama pendente C - contador de número de uns consecutivos no canal de eco de D X1 - limiar para a classe de prioridade 1 X2 - limiar para a classe de prioridade 2 i - indicador de classe de prioridade 21

22 Interface de Acesso Básico Camada 1 I.430 Interface S Canais de Informação Configuração de Cablagem Descrição 64Kbit/s + 64Kbit/s + 16Kbit/s B + B + D 4 Fios * Bus Simples ~150 m * Bus Estendido 500 m * Ponto a Ponto 1 km Sinal na Linha * AMI (Alternate Mark Inversion) * 192 Kbit/s * 0.75 V pico Terminais 8 Controlo de Acesso ao Canal D Protocolo de Ligação de Dados Monitorização do Canal D (Bit E) LAP - D 22

23 Acesso ao Canal D: Exemplo 1 23

24 Acesso ao Canal D: Exemplo 2 é a Flag HDLC. Considere que todos os terminais começam em níveis altos de prioridade em ambas as 1 Considere que num bus S0 estão ligados três terminais (A,B,C), em que cada um tem três tramas para transmitir no canal D, em que S indica que a trama é de sinalização, D indica que a trama é de dados e F classes, excepto o Terminal B que começa em nível baixo de prioridade para a classe 1. Indique a sequência de tramas e o número de bits 1 entre tramas que ocorrem no bus S0. (4 val.) Terminal A DA1: F F DA2: F F DA3: F F Terminal B SB1: F F DB2: F F SB3: F F Terminal C SC1: F F DC2: F F SC3: F F Bus (i uns) TramaX (k uns) TramaY (j uns) TramaW... 24

25 Acesso ao Canal D: Exemplo 3 é a Flag HDLC. Considere que todos os terminais começam em níveis altos de prioridade em ambas as 1 Considere que num bus S0 estão ligados três terminais (A,B,C), em que cada um tem três tramas para transmitir no canal D, em que S indica que a trama é de sinalização, D indica que a trama é de dados e F classes, excepto o Terminal A que começa em nível baixo de prioridade para a classe 2. Indique a sequência de tramas e o número de bits 1 entre tramas que ocorrem no bus S0. (4 val.) Terminal A SA1: F F DA2: F F DA3: F F Terminal B SB1: F F DB2: F F DB3: F F Terminal C DC1: F F SC2: F F DC3: F F Bus (i uns) TramaX (k uns) TramaY (j uns) TramaW... 25

26 Interface de Acesso Primário Baseia-se nas especificações actualmente existentes para os equipamentos de transmissão digital de primeira hierarquia das redes públicas (2,048 Mbit/s em todos os paises europeus e no Brasil e 1,544 Mbit/s na América do Norte e Japão). A interface utilizador-rede de acesso primário possui apenas a configuração ponto a ponto, com dois circuitos independentes, um para cada sentido. Embora conceptualmente a interface de ritmo primário possa existir no ponto de referência S, a sua aplicação típica é no ponto de referência T, por exemplo para interligação de um PPCA à rede pública. Não existem na interface primária os procedimentos de activação e desactivação, devendo portanto a interface estar permanentemente activa, com sinal eléctrico aplicado. O comprimento máximo da ligação à central pública sem repetidores é de 1,5 Km a 2 Km, dependendo das características dos cabos utilizados e do nível de ruído existente. A interface primária de 1,544 Mbit/s utilizada nos EUA é constituída por 23 canais B de 64 Kbit/s e um canal D também de 64 Kbit/s. 26

27 Interface de Acesso Primário: Tramas 27

28 Interface de Acesso Primário: Canais e Ritmos 28