Fundamentos de Telecomunicações: Redes e Tecnologias

Conceitos Essenciais de Telecomunicações

Por que Telecomunicações?

TI = Informática + Telecomunicações

Definição de Telecomunicação

Telecomunicação pode ser definida como a comunicação de informação por meios eletrônicos, usualmente envolvendo alguma distância.

Rede de Acesso ou Última Milha (Last Mile)

É o trecho final de um enlace de comunicação, que vai desde o backbone da operadora até o ambiente interno do cliente, incluindo o meio físico e equipamentos moduladores. A rede de acesso pode ser em cabo de cobre (par metálico ou coaxial), fibra óptica (rádio enlace, satélite ou celular).

Ponto de Operação e Presença (POP – Point of Presence)

É a estação da operadora (imóvel, contêiner ou rack) com os equipamentos da operadora que conectam os backbones às redes de acesso.

Banda Passante

Representa o intervalo de frequência (frequência inicial até a final) de um sinal. Unidade de medida adotada: Hz (Hertz).

Largura de Banda

Unidade de medida que representa o tamanho do intervalo de frequência do sinal, calculado através da fórmula matemática:

L(Hz) = frequência final – frequência inicial

Backhaul

Pode ser definido como o link metropolitano da operadora de telecomunicações, sendo responsável pelo tráfego entre os POPs distribuídos no ambiente urbano e o seu backbone.

Redes Determinísticas

São redes que fornecem links dedicados não compartilhados, conhecidos como LPCD (Linha Privativa de Comunicação de Dados) ou LP.

Redes Estatísticas

A infraestrutura de transmissão é compartilhada de modo que vários links fazem uso de equipamentos comuns, reduzindo a ociosidade, o que permite um melhor aproveitamento dos recursos.

Módulo 2: Multiplexação

O processo de agrupamento dos canais em blocos maiores, com taxas de transmissão mais elevadas, é chamado de Multiplexação.

É uma técnica que visa o melhor aproveitamento de um enlace de comunicação, permitindo a existência de vários canais simultâneos no mesmo meio físico.

As entradas do multiplexador são denominadas Tributários.

Tipos de Multiplexação

• FDM: Multiplexação por Divisão em Frequência, na qual os sinais são modulados e distribuídos ao longo do espectro de frequências.
• CDM: Multiplexação por Divisão em Códigos, em que os sinais são separados por técnicas de codificação, mas misturados em tempo e frequência.
• TDM: Multiplexação por Divisão em Tempo, que aloca janelas de tempo para os sinais previamente.
• WDM: Multiplexação por Divisão de Comprimento de Onda, utilizada na transmissão de luz em fibras ópticas.

Módulo 3: Redes Móveis

• Celular: A célula é a área geográfica coberta por sinais de RF de determinada estação base.
• Handoff: É o procedimento empregado em redes sem fio para tratar a transição de uma unidade móvel de uma célula para outra de forma transparente ao usuário.
• ERB: É a ERB (Estação Rádio Base) que se comunica com o assinante através da interface aérea escolhida (CDMA, TDMA, GSM, etc.) e com a CCC através de canais PCM de voz e sinalização. Tipos de ERB: Macrocélulas e Microcélulas.
• CCC (Central de Controle e Comando): Toda a inteligência do sistema reside na CCC. É basicamente um computador, capaz de realizar o encaminhamento de chamadas telefônicas, bem como processar todas as atividades adicionais que requerem um sistema móvel celular, tais como: handoff, roaming e outros serviços.

Módulo 4: PDH (Hierarquia Digital Plesiócrona)

Características da PDH

• Rigidez de configuração dos equipamentos.
• Pouquíssimo overhead de bits.
• Multiplexação com intercalamento bit a bit.
• Interfaces ópticas não padronizadas.
• Padronização parcial.
• Pouca capacidade de gerência de rede.

Módulo 5: SDH (Hierarquia Digital Síncrona)

A SDH é uma rede síncrona de transporte de sinais digitais, formada por um conjunto hierárquico de estruturas de transporte padronizadas com o objetivo de transferir informação sobre redes digitais e oferecendo aos operadores e usuários flexibilidade e economia.

Transmissão Síncrona e Assíncrona

• Transmissão Síncrona: Existe um sincronismo entre transmissor e receptor, tornando-a, dessa forma, mais eficiente.
• Transmissão Assíncrona: Não há um sincronismo perfeito entre transmissor e receptor.

Benefícios da SDH

• Melhor gerência de rede.
• Provisionamento mais rápido.
• Melhor utilização da rede.
• Maior disponibilidade da rede.

Diferenças entre PDH e SDH

• Overhead: PDH tem maior; SDH tem menor.
• Multiplexação: PDH por intercalamento bit a bit; SDH por intercalamento byte a byte.
• Flexibilidade dos Tributários: PDH tem menor; SDH tem maior.

Vantagens da SDH

• Técnicas de multiplexação/demultiplexação mais rápidas.
• Acesso aos tributários de baixas taxas (ADM).
• Gerência mais confiável.
• Fácil crescimento (multiplexação para taxas mais altas).
• Permite transporte de sinais PDH.
• Rede em anel.
• Multiplexação de byte a byte.
• Flexibilidade dos tributários.

Preparatório para AV1

1. Tipos de Sinais

Sinais eletromagnéticos podem ser de duas formas: analógica ou digital.

2. Definição de Sinais Analógicos e Digitais

• Analógico: Onda com variação contínua ao longo do tempo.
• Digital: Onda com níveis pré-estabelecidos (0 ou 1).

3. Vantagens dos Sinais Analógicos e Digitais

• Digital:
  • Imunidade a ruídos.
  • Maior velocidade.
• Analógico:
  • Facilmente transmitidos.
  • Ocupa menos espaço de armazenamento.

4. Definição de Last Mile e POP

• Last Mile: Rede de acesso, ou última milha, que vai desde o backbone da operadora até o ambiente do cliente.
• POP: Ponto de Operação e Presença, a estação da operadora.

5. O que é Banda Passante?

• Representa o intervalo de frequência.
• Faixa de frequências.
• Espectro de frequência do sinal.

6. O que é Largura de Banda?

É o tamanho do intervalo de frequência do sinal.

7. Tecnologias de Last Mile (Última Milha)

• v.92: Velocidade de download diferente de upload.
• ISDN:
  • Adota 2 linhas telefônicas.
  • Suporta voz e internet simultaneamente.
  • Substituídas pelos modems xDSL com produtos como VELOX ou SPEED.
  • Links digitais para os equipamentos PABX.
  • Videoconferências.
  • Primeira tecnologia a 2 Mbps.

8. Definição de Transmissão Simétrica e Assimétrica

• Simétrica: Taxa de download igual à taxa de upload.
• Assimétrica: Taxa de download diferente de upload.

9. O que Significa o Termo Backhaul?

• É apontado como sendo o responsável pelo gargalo nas redes das operadoras de telecomunicação. Pode ser definido como o link metropolitano, responsável pelo tráfego entre os POPs.
• É o link intermediário que fica entre o núcleo da rede (backbone) e suas redes de acesso.

10. Definição de Redes Determinísticas e Estatísticas

• Determinísticas: Links dedicados não compartilhados.
  • Vantagem: Baixo atraso nas transmissões, garantia de velocidade.
  • Desvantagem: Alto custo mensal.
• Estatísticas: A infraestrutura de transmissão é compartilhada.
  • Vantagem: Melhor aproveitamento do recurso.
  • Desvantagem: Risco de congestionamento.

11. O que é Multiplexação?

• É o agrupamento dos canais em blocos maiores com taxas de transmissão mais elevadas.
• Melhor aproveitamento de um enlace de comunicação.
• Vários canais simultâneos no mesmo meio físico.
• Conjunto de janelas associadas a canais distintos.

12. O que são Tributários?

As entradas do multiplexador são denominadas tributários.

13. Explique FDM, TDM, CDM, WDM

• FDM: Divisão em frequências, onde os sinais são modulados e distribuídos.
• TDM: Divisão de tempo, que aloca janelas de tempo.
• CDM: Divisão em códigos, onde os sinais são separados e misturados em tempo e frequência.
• WDM: Divisão por comprimento de onda, utilizado na transmissão de luz em fibras ópticas.

14. O que é Handoff?

É a passagem de controle de um assinante de uma ERB (Estação Rádio Base – “antena”) para outra conforme ele se movimenta.

15. Cite 3 Funções da ERB

• Converte sinais de RF em áudio e dados.
• Verifica e reporta a qualidade das chamadas.
• Responde a comandos da CCC (Central de Controle e Comando).

16. Cite as Funções da CCC

• Interface entre o sistema celular e o STFC.
• A inteligência do sistema reside na CCC, que gerencia funções como handoff, roaming, etc.
• Controla as ERBs.
• Interliga as ERBs.
• Monitora todas as chamadas.
• Supervisiona o sistema.
• Provê dados de auditoria.
• Provê tarifação.

17. Explique o que Faz a EM e Cite 3 Exemplos

EM (Estação Móvel): Sua principal função é fazer a interface entre o usuário e o sistema.

• Ex: Informar o usuário sobre o estado do sistema.
• Registro de usuário.
• Transmissão de dados.

18. Redes PDH

Operam em um estado onde diferentes partes da rede estão quase, mas não precisamente, sincronizadas.

19. Aplicação da PDH

• Restringe aplicações ponto a ponto.
• Poucos recursos para gerência.
• Serviços com qualidade.
• Atende o cliente rapidamente.
• Cara e limitada.

20. Equipamentos PDH

• Elo: Transforma o sinal óptico em elétrico.
• MUX: Multiplexação do canal.

21. Características da PDH

• Rigidez de configuração dos equipamentos.
• Pouquíssimo overhead de bits.
• Multiplexação com intercalamento bit a bit.
• Dificuldade para derivação e inserção de tributários.
• Dificuldade de monitoramento de desempenho em serviço.

22. Motivo para a Criação da SDH

O objetivo foi criar um padrão mundial para os sistemas de transmissão, resultando em uma rede mais flexível e econômica.

23. Explique os Tipos de Transmissão: Síncrona e Assíncrona

• Síncrona (SDH): Há um sincronismo entre transmissor e receptor, com bytes de sincronismo antes e após a transmissão.
• Assíncrona (PDH): Não há um sincronismo perfeito; antes da transmissão, o transmissor envia um bit de start e, no fim, um bit de stop.

24. Cite os Benefícios da SDH

• Custo mais baixo.
• Melhor gerência de rede.
• Fornece melhores serviços aos usuários.
• Melhor utilização da rede, incluindo controle de roteamento.
• Melhor disponibilidade e organização dos recursos.
• Simples reprogramação das rotas.
• Sistema de proteção automática.
• Acesso aos tributários.
• Processos de mapeamento.

25. Diferenças entre PDH e SDH

• Overhead: PDH tem maior; SDH tem menor.
• Multiplexação: PDH por intercalamento bit a bit; SDH por intercalamento byte a byte.
• Flexibilidade dos Tributários: PDH tem menor; SDH tem maior.

26. Vantagens da SDH

• Técnicas de multiplexação/demultiplexação mais rápidas.
• Acesso aos tributários de baixas taxas (ADM).
• Gerência mais confiável.
• Fácil crescimento (multiplexação para taxas mais altas).
• Permite transporte de sinais PDH.
• Rede em anel.
• Multiplexação de byte a byte.
• Flexibilidade dos tributários.

27. Desvantagens da SDH

• Tecnologia complexa (exige maior conhecimento).
• Gerência complicada (ITU-T não terminou as padronizações).

28. Características da SDH

• Permite um ambiente multifornecedor.
• Funções de derivação/inserção (Add/Drop).
• Cross-conexão.
• Funções de terminação de linha óptica.
• Processamento de ponteiros (clock).
• Controlado remotamente.
• Grande capacidade de gerência de rede.
• Multiplexação através do entrelaçamento de bytes.

29. O que é Entrelaçamento de Bytes?

É a duração do quadro SDH para qualquer nível hierárquico, facilitando o acesso a canais de 2M.

30. Ponteiros são Utilizados Para?

Acomodação da diferença de fase e frequência entre nós da SDH.

31. Estas Diferenças Aparecem Basicamente Devido a?

• Imperfeições nos relógios.
• Variação da temperatura da fibra óptica (FO).
• Variação no comprimento de onda do laser.

32. Quais são os Tipos de Equipamentos SDH?

• TM: Terminal Multiplexador.
• ADM: Multiplexador com Derivação/Inserção.
• SDXC: Roteador Síncrono.
• REG: Regenerador.

33. Características do Roteador Síncrono (SDXC)

• Gerencia tráfegos de forma controlada.
• Aceita sinais SDH ou PDH.
• Controle local ou remoto.