Redes de Telecomunicações
Mestrado em Engenharia Electrotécnica e
e de Computadores
Docente : Prof. João Pires
Objectivos e Tópicos
• Proporcionar uma visão actualizada da estrutura,
operação e gestão de uma rede de
telecomunicações moderna.
• Apresentar metodologias apropriadas para analisar
o desempenho e planear diferentes tipos de redes.
• Os tópicos principais são: Redes de Transporte (SDH,
WDM), Redes de Acesso, Comutação (digital, óptica e ATM),
Sinalização (SS7), Gestão de Redes (TMN) e Planeamento de
Redes.
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Redes de Telecomunicações
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Programa (I)
1. Introdução às redes de telecomunicações
2. Redes de Transporte SDH
2.1 Princípios da PDH e da SDH
2.2 Arquitectura e topologia das redes de transporte
2.3 Estrutura de multiplexagem da SDH
2.4 Protecção e restauro
2.5 Sincronização de rede
2.6 Análise de desempenho em redes SDH
2.7 Redes multiserviço
3. Redes ATM
3.1 Princípios do ATM
3.2 Modelo de camadas do ATM
4. Redes Ópticas
4.1 Princípios do WDM e da comutação óptica
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Programa (II)
4.2 Estrutura dos nós e topologias de rede
4.3 Protecção óptica
4.4 Redes IP/WDM
5. Rede de Acesso
5.1
5.2
5.3
5.4
Arquitectura da rede de acesso e tecnologias usadas
Interfaces V5.1 e V5.2
A rede de acesso de banda larga
Soluções PON (ATM PON, Ethernet PON)
6. Comutação
6.1 Princípios da comutação: comutação de circuitos e de pacotes
6.2 Comutação digital de circuitos
6.2.1 Critérios de dimensionamento das malhas de comutação
6.2.2 Comutação digital e temporal
6.2.3 Arquitectura das centrais de comutação SPC
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Programa (III)
6.3 Comutação ATM
6.3.1 Princípios da comutação de pacotes rápida
6.3.2 Arquitectura dos comutadores ATM
7. Sinalização e gestão da rede
7.1
7.2
7.3
7.4
Objectivos e tipos de sinalização em telecomunicações
O sistema de sinalização número 7 e suas aplicações
Redes inteligentes
Gestão de redes de telecomunicações (TMN)
8. Aspectos do planeamento de redes
8.1 Etapas do planeamento
8.2 Metodologias de planeamento
8.3 Exemplos de planeamento de redes
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Aspectos Pedagógicos
• Bibliografia
Acetatos da disciplina (disponíveis na secretaria da S. Telecomunicações)
J. Pires, Sistemas de Telecomunicações I, IST, 2002 (cap. 4 e 5)
M. P. Clark, Networks and Telecommunications, John Wiley & Sons,1997
M. Sexton, A. Reid, Broadband Networking, Artech House, 1997
S. V. Kartalopoulos, Understanding SONET/SDH and ATM, IEEE, 1999
H. J. Chao, C. H. Lam, E. Oki, Broadband Packet Switching Technologies, John
Wiley& Sons, 2001
• Avaliação de conhecimentos
Exame (duas épocas)
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Aspectos da Evolução das Telecomunicações
1956 - Primeiro cabo submarino telefónico (36 circuitos telefónicos)
1964 - Concepção da comutação por pacotes (Paul Baran)
1965 - Primeiro satélite geo-estacionário (Intelsat1, 240 circuitos)
1965 - Transmissão a 2 Mbit/s no Reino Unido (30 circuitos)
1966 - Proposta de usar as fibras ópticas em telecomunicações (Kao)
1968 - Primeira central de comutação digital (tecnologia TTL)
1969 - ARPANET (1ª rede de pacotes)
1980 - Início da normalização do GSM
1984 - Satélite Intelsat V (12 000 circuitos)
1985 - Proposta da SONET (Belcore)
1988 - Primeiro cabo transatlântico digital em fibras ópticas (4 000 circuitos)
1988 - Normalização do ATM (ITU-T)
1996 - Cabo submarino óptico TAT12/13 (122 880 circuitos)
1997 - Satélite Intelsat VIII ( 22 500 circuitos )
1999 - Cabo submario óptico TAT14/15 (40 Gbit/s , ~1 milhão de circuitos)
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Evolução de diferentes serviços (Mundial)
•
A evolução do número de utilizadores dos diferentes serviços de
telecomunicações a nível mundial mostra um crescimento pouco
expressivo para a telefonia fixa e um crescimento muito acentuado
para a telefonia móvel e para a Internet.
Fonte: Maurizio Dècina, ECOC 2003
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Evolução do tráfego Internet total nos USA
•
As análises de tráfego nos Estados Unidos mostram que o tráfego
Internet passou a ser dominante a partir do ano 2000, com um
crescimento que duplica todos os anos.
Cresce 35% ao
ano
Fonte: Maurizio Dècina, ECOC 2003
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Evolução do Tráfego Total
•
•
•
O tráfego telefónico de voz tem um
crescimento entre 10 a 15% ao ano.
O tráfego de dados (Internet) tem
um crescimento superior a 100%
ao ano.
Tráfego
Telefónico (voz)
Actualmente o tráfego de dados é
dominante nas redes dorsais.
Actualmente o planeamento das
infraestruturas de telecomunicações
deve ser determinado pelo tráfego de
dados
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Dados (Internet)
1990
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2010
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Evolução do tráfego dorsal por serviço (UK)
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Digitalização da informação
•
A digitalização de um sinal analógico envolve três diferentes etapas:
amostragem, quantificação e codificação.
•
A amostragem consiste em retirar amostras do sinal em intervalos
regulares. A quantificação em fazer corresponder à amplitude de cada
amostra um determinado valor. A codificação em transformar este valor
numa palavra binária.
Período de
amostragem
Ta
Relógio
Amostragem
8
7
6
5
4
3
2
1
0
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Quantificação
3
5
00000011
00000101
4
1
00000100
00000001
Codificação
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Débitos binários
•
A frequência de amostragem mínima (Fa) de um sinal deve ser igual ao dobro da
frequência máxima do sinal a amostrar ( Fa2B).
•
Um canal telefónico usa uma banda entre os 300 e os 3400 Hz. Assumindo uma frequência
máxima de 4000 Hz, tem-se uma frequência de amostragem de 8 kHz, ou seja, um período
de amostragem de 125 ms. Codificando cada amostra com 8 bits tem-se um débito de 64
kbit/s.
•
Normalmente, em telefonia digital uma via física é usada para transmitir vários canais. A
associação desses diferentes canais é feita usando multiplexagem por divisão no tempo
ou TDM. Nessa técnica em cada 125 ms é atribuído um intervalo de tempo (time-slot) a
cada canal. Para um sinal multiplex com 32 canais (30 de informação), a estrutura de uma
trama é dada por
Time-slot
1
2
3
31
4
32
125 ms
•
Cada conjunto de 8 bits ( time-slot) não poderá durar mais de 125ms/32=3.9 ms, o que
corresponde a 488.2 ns por bit, ou seja, um débito binário de 2.048 Mbit/s.
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Aspectos de transmissão
•
Normalmente, antes da transmissão os diferentes canais são multiplexados
(multiplexagem por divisão na frequência ou por divisão no tempo).
•
Na transmissão digital a sequência é caracterizada pelo débito binário Db, ou
seja pelo número de bits transmitidos por unidade de tempo.
•
Os meios de transmissão (pares simétricos, cabos coaxiais, fibras ópticas,
feixes hertzianos, satélites, etc ) vão atenuar e distorcer o sinal. Para além
disso, o sinal vai ser perturbado por ruído e por interferências.
•
A presença dessas perturbações pode introduzir erros na transmissão digital.
O desempenho destes sistemas é assim caracterizado pela razão de erros
binários ou BER (bit error ratio), em que BER=(bits errados) / (bits
transmitidos).
•
Normalmente, em transmissão digital é necessário a partir de um certo nível
de degradação reformatar o sinal usando regeneradores.
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