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Universidade Federal da Bahia Instituto de Matemática Departamento de Ciência da Computação. MATA59 – Redes de Computadores I. Sistemas de Transmissão: Telefonia fixa Telefonia móvel TV a cabo. Camada física – Sistemas de Transmissão. Rede Pública de Telefonia Comutada
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Universidade Federal da Bahia Instituto de Matemática Departamento de Ciência da Computação MATA59 – Redes de Computadores I
Sistemas de Transmissão: Telefonia fixa Telefonia móvel TV a cabo Camada física – Sistemas de Transmissão
Rede Pública de Telefonia Comutada Redes concedidas pelo governo RPTC ou PSTN (Public Switched Telephone Network) Estrutura do sistema telefônico: Camada física – Sistemas de Transmissão Estacão Final Loop Local Estação Intermediárias De Comutação Loop Local Troncos Interurbanos Estação Interurbana Troncos interurbanos de banda larga
Rede Pública de Telefonia Comutada 1.1. Loop Local : MODENS , ADSL, Redes sem fio 1.2. Multiplexação: FDM, DWDM, TDM 1.3. Comutação: Circuitos, Mensagens, Pacotes Camada física – Sistemas de Transmissão
1.1. Loop Local : MODENS Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada Rede da Operadora
1.1. Loop Local : Modulação Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada
1.1. Loop Local : Modulação em amplitude Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada
1.1. Loop Local : Modulação em freqüência Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada
1.1. Loop Local : Modulação Multinível Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada
1.1. Loop Local : ADSL Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada Rede da Operadora Conversor
1.1. Loop Local : Redes sem fio - loops locais sem fio Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada Rede da Operadora
1.2. Multiplexação : Divisão de um canal principal em vários secundários Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada A A B B C C D D
1.2. Multiplexação : FDM – Divisão de Freqüência Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada
1.2. Multiplexação : TDM – Divisão de Tempo Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada
1.2. Multiplexação : STDM – Multiplexação Estatística por divisão de Tempo Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada
1.2. Multiplexação : DWDM – Divisão do Comprimento da Onda Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada
1.3. Comutação : De Circuitos Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada
1.3. Comutação : De Mensagens Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada
1.3. Comutação : De Pacotes – Circuito Virtual Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada
1.3. Comutação : De Pacotes - Datagrama Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada
1.3. Comutação : Comparação das técnicas Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada
2. Rede Telefonia Móvel 2.1. Telefones móveis de Primeira Geração 2.2. Telefones móveis de Segunda Geração 2.3. Telefones móveis de Terceira Geração Camada física – Sistemas de Transmissão
2. Redes de Telefonia Móvel Controlador da Rede de Telefonia Pública (Public Switched Telephone Network) Faz a comutação entre o sistema de telefonia móvel e as demais redes de telefonia.
2. Redes de Telefonia Móvel Controlador da Rede de Telefonia Móvel(Mobile Switching Center)Faz o controle dos usuários da rede de telefonia móvel (Roaming, Controle de Contas, Roteamento de Chamadas).
2. Redes de Telefonia Móvel Estações Controladoras(Base Station Controller)Executa o roteamento entre células, e faz a compressão dos dados transmitidos.
2. Redes de Telefonia Móvel Células Transmissoras (Base Transceiver Station)Executa a comunicação com ousuário final através de dois linksdistintos (Downlink, Uplink).
2. Redes de Telefonia Móvel Usuário FinalConecta-se a rede através de dispositivo como telefone móvel, Handheld ou Laptop.
2. Tecnologias disponíveis: FDMA – Frequêncy Division Multiple Access TDMA – Time Division Multiple Access CDMA – Code Division Multiple Access Evoluções – W-CDMA, CDMA 2000, Edge, IMT2000 Camada física – Rede de Telefonia Móvel
2.1. Primeira Geração – Voz Analógica Tecnologia FDMA: Primeira geração da telefonia móvel Utilizada nos sistemas analógicos Funcionamento: Faixa de transmissão dividida em vários canais com faixas de freqüência definidas. Durante a ligação, um canal (faixa de freqüência) é alocado para o usuário Camada física – Rede de Telefonia Móvel
Durante uma ligação uma faìxa de frequência fica reservada exclusivamente para o usuário Uso ineficiente do espectro Usuário utiliza apenas 25% do que é reservado Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.1. Primeira Geração – Tecnologia FDMA –
2.1. Primeira Geração – Tecnologia FDMA Sistemas adotados: AMPS – Advanced Mobile Phone System Adotado nos EUA e Brasil Utiliza canais de 30 kHz TACS – Total Access Communication System Adotado no Japão e Europa Utiliza canais de 25 kHz Camada física – Rede de Telefonia Móvel
2.2. Segunda Geração – Voz Digital Tecnologia TDMA: Divide as faixas de freqüencia em unidades de tempo, os time slots A comunicação se dá nesses espaços de tempo, de forma transparente para o usuário Divide um canal em time slots Cada sinal utiliza 2 slots Ganho de capacidade de 3 x 1. Camada física – Rede de Telefonia Móvel
Divide as faixas de frequência em pequenas unidades de tempo “Slots” (30 – 40 milisegundos) A fala do transmissor é dividida nestes Slots, transmitidas ao receptor e depois remontada sem que ele perceba Melhor aproveitamento do espectro Camada física – Rede de Telefonia Móvel Tecnologia TDMA:
2.2. Segunda Geração – Tecnologia TDMA Sistemas Adotados US TDMA Divide o canal de 30kHz em 3 slots Pode trabalhar em dos dois modos: digital ou analógico GSM (Global Systems for Mobile Communications) Pertence à 2ª geração de telefonia móvel sendo o mais utilizado Trabalha apenas em modo digital Surgiu com a necessidade de se criar um padrão único de comunicação entre os mais de 40 países europeus Faixas de frequência maiores, permitem oferecer diversos serviços Transmissão de dados por pacotes a 50 kbps, GPRS (General Packet Radio Services) Camada física – Rede de Telefonia Móvel
2.2. Segunda Geração – Voz Digital Tecnologia CDMA: Todos os usuários utilizam todas as faixas de freqüência todo o tempo Utiliza técnica de Spread Spectrum Cada usuário é identificado com um código pseudo-aleatório Os dados do usuário são espalhados pelo espectro de freqüência de acordo com esse sinal. Considerada a Geração 2.5 G Avanço para W-CDMA que é de 3 G Camada física – Rede de Telefonia Móvel
Todos os usuários utilizam a mesma faixa de frequência ao mesmo tempo. O método de transmissão utilizado é o “Spread Spectrum” Utiliza uma largura de banda maior. Camada física – Rede de Telefonia Móvel Tecnologia CDMA:
Cada usuário é identificado unicamente por um padrão. Os dados que são enviados aos usuários são espalhados pelo espectro de frequência de acordo com o padrão de cada um. Ao receber o sinal, o dispositivo do usuário aplica o padrão e terá acesso exclusivo aos seus dados. Camada física – Rede de Telefonia Móvel Tecnologia CDMA Spread Spectrum
2.3. Telefones móveis de Terceira Geração – Voz e Dados Digitais Evoluções: FMDA Substituída pela TDMA e CDMA TDMA GSM CDMAone (2G) CDMA2000 (3G) IMT-2000 Camada física – Rede de Telefonia Móvel
3a. Geração (IMT2000) Alta VelocidadeMultimídia Voz e Dados(Banda Estreita) Voz 2a. Geração (GSM - CDMA) 1a. Geração (Analógico) 1980 1990 2000 2010 Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Terceira Geração – Evoluções:
2.3. Terceira Geração – Evoluções: Acesso móvel e de alta velocidade à internet Entretenimento por demanda (filmes, música) Vídeo-conferência Compras móveis (m-commerce) Informações de viagens: congestionamentos, vôos, localização Cobertura Global (Global Roaming) Telefone Móvel => Terminal Móvel Camada física – Rede de Telefonia Móvel
2.3. Terceira Geração – Terminais conceituais Camada física – Rede de Telefonia Móvel
2.3. Terceira Geração – Terminais conceituais Camada física – Rede de Telefonia Móvel
Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Terceira Geração – Terminais conceituais
2.3. Terceira Geração – Evoluções: Aumento expressivo das taxas de transmissão e recepção dos terminais Desenvolvimento de padrões unificados para todo o mundo (worldwide) Segurança Bateria Camada física – Rede de Telefonia Móvel
2.3. Terceira Geração – Evoluções: Grande sonho – unir os terminais móvies de computação do mundo através de um único e mundial padrão de transmissão de rádio Extremamente difícil, tendo em vista as tecnologias diferentes já existentes no mercado (GSM, CDMAOne, etc) Camada física – Rede de Telefonia Móvel
2.3. Terceira Geração – Evoluções - IMT 2000: Conjunto de “recomendações” para provimento de um padrão para a 3G W-CDMA, CDMA2000, TD-CDMA/TD-SCDMA, DECT, UWC-136 Objetiva um framework para prover a compatibilidade e interoperabilidade entre os padrões existentes. A idéia por trás do IMT-2000 é que terminais usando padrões diferentes poderão mover-se de maneira transparente entre todas as redes, provendo assim a cobertura global (global roaming). Camada física – Rede de Telefonia Móvel
2.3. Terceira Geração – IMT 2000: Principais atributos da IMT-2000: -Alto grau de aspectos comuns de projeto em todo o mundo (high commonalitty) -Compatibilidade de serviços dentro do sistema e com a rede fixa -Alta qualidade -Terminais de pequeno porte com possibilidade de cobertura global (global roaming) -Capacidade de aplicações multimídia com vasta gama de serviços e terminais Camada física – Rede de Telefonia Móvel
2.3. Terceira Geração – Evoluções: Todos os padrões devem prover: Suporte a transmissões com circuito e com pacote a altas taxas de bits: 144 kbits/s em alta mobilidade 384 kbits/s em mobilidade de um pedestre 2 mbits/s parado Interoperabilidade e cobertura Taxação e perfis de usuários comuns Determinação da localização geográfica Suporte a serviços e capacidades multimídia Camada física – Rede de Telefonia Móvel
2.3. Terceira Geração – Evoluções: Os padrões: DECT Padrão utilizado apenas para curtas distâncias Faz parte de soluções 3G UWC-136 É um outro nome dado ao EDGE, considerada solução de 2,5G Três padrões provêem soluções 3G completas : W-CDMA, CDMA2000 e TD-CDMA/TD-SCDMA Camada física – Rede de Telefonia Móvel
2.3. Terceira Geração – Evoluções: Os padrões: W-CDMA Padrão em que se baseia o UMTS, sucessor do GSM que será utilizado pela Europa e Japão CDMA2000 Sucessor do CDMA one, principal concorrente do UMTS TD-CDMA/TD-SCDMA Padrões que utilizam tecnologia TDD (espectro impar) TD-SCDMA – padrão adotado na China Camada física – Rede de Telefonia Móvel