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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. - PowerPoint PPT Presentation
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Redes de Telecomunicações
Mestrado em Engenharia Electrotécnica e
e de Computadores
Docente : Prof. João Pires
© João Pires Redes de Telecomunicações 2
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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Programa (I)
1. Introdução às redes de telecomunicações
2. Redes de Transporte SDH2.1 Princípios da PDH e da SDH2.2 Arquitectura e topologia das redes de transporte 2.3 Estrutura de multiplexagem da SDH2.4 Protecção e restauro 2.5 Sincronização de rede2.6 Análise de desempenho em redes SDH2.7 Redes multiserviço
3. Redes ATM3.1 Princípios do ATM3.2 Modelo de camadas do ATM
4. Redes Ópticas4.1 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 óptica4.4 Redes IP/WDM
5. Rede de Acesso5.1 Arquitectura da rede de acesso e tecnologias usadas5.2 Interfaces V5.1 e V5.2
5.3 A rede de acesso de banda larga5.4 Soluções PON (ATM PON, Ethernet PON)
6. Comutação6.1 Princípios da comutação: comutação de circuitos e de pacotes6.2 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 rede7.1 Objectivos e tipos de sinalização em telecomunicações7.2 O sistema de sinalização número 7 e suas aplicações7.3 Redes inteligentes7.4 Gestão de redes de telecomunicações (TMN)
8. Aspectos do planeamento de redes 8.1 Etapas do planeamento
8.2 Metodologias de planeamento8.3 Exemplos de planeamento de redes
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Aspectos Pedagógicos
• BibliografiaAcetatos 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 conhecimentosExame (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 GSM1984 - 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.
Fonte: Maurizio Dècina, ECOC 2003
Cresce 35% ao ano
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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.
• Actualmente o tráfego de dados é dominante nas redes dorsais. Dados (Internet)
Telefónico (voz)
1990 2010
Tráfego
Actualmente o planeamento das infraestruturas de telecomunicações deve ser determinado pelo tráfego de
dados
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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.
8
7
654
3 2 1
0
3 5 4 1
00000011 00000101 00000100 00000001
Período de amostragem
Ta
Relógio
Amostragem
Quantificação
Codificação
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• A frequência de amostragem mínima (Fa) de um sinal deve ser igual ao dobro da frequência máxima do sinal a amostrar ( Fa2B).
• 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 s. 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 s 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
• Cada conjunto de 8 bits ( time-slot) não poderá durar mais de 125s/32=3.9 s, o que corresponde a 488.2 ns por bit, ou seja, um débito binário de 2.048 Mbit/s.
Débitos binários
1 2 3 4 3231
125 s
Time-slot
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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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