MATA59 – Redes de Computadores I

1. Universidade Federal da Bahia Instituto de Matemática Departamento de Ciência da Computação MATA59 – Redes de Computadores I

2. Sistemas de Transmissão: Telefonia fixa Telefonia móvel TV a cabo Camada física – Sistemas de Transmissão

3. 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

4. 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

5. 1.1. Loop Local : MODENS Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada Rede da Operadora

6. 1.1. Loop Local : Modulação Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada

7. 1.1. Loop Local : Modulação em amplitude Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada

8. 1.1. Loop Local : Modulação em freqüência Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada

9. 1.1. Loop Local : Modulação Multinível Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada

10. 1.1. Loop Local : ADSL Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada Rede da Operadora Conversor

11. 1.1. Loop Local : Redes sem fio - loops locais sem fio Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada Rede da Operadora

12. 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

13. 1.2. Multiplexação : FDM – Divisão de Freqüência Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada

14. 1.2. Multiplexação : TDM – Divisão de Tempo Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada

15. 1.2. Multiplexação : STDM – Multiplexação Estatística por divisão de Tempo Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada

16. 1.2. Multiplexação : DWDM – Divisão do Comprimento da Onda Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada

17. 1.3. Comutação : De Circuitos Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada

18. 1.3. Comutação : De Mensagens Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada

19. 1.3. Comutação : De Pacotes – Circuito Virtual Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada

20. 1.3. Comutação : De Pacotes - Datagrama Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada

21. 1.3. Comutação : Comparação das técnicas Camada física – Rede Pública Telefonia Comutada

22. 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

23. 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.

24. 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).

25. 2. Redes de Telefonia Móvel Estações Controladoras(Base Station Controller)Executa o roteamento entre células, e faz a compressão dos dados transmitidos.

26. 2. Redes de Telefonia Móvel Células Transmissoras (Base Transceiver Station)Executa a comunicação com ousuário final através de dois linksdistintos (Downlink, Uplink).

27. 2. Redes de Telefonia Móvel Usuário FinalConecta-se a rede através de dispositivo como telefone móvel, Handheld ou Laptop.

28. 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

29. 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

30. 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 –

31. 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

32. 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

33. 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:

34. 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

35. 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

36. 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:

37. 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

38. 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

39. 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:

40. 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

41. 2.3. Terceira Geração – Terminais conceituais Camada física – Rede de Telefonia Móvel

42. 2.3. Terceira Geração – Terminais conceituais Camada física – Rede de Telefonia Móvel

43. Camada física – Rede de Telefonia Móvel 2.3. Terceira Geração – Terminais conceituais

44. 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

45. 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

46. 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

47. 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

48. 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

49. 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

50. 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