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REDES CONVERGENTES Lídia Patrícia Cruz Silva Evolução das redes de telecomunicação Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: � Contextualizar as telecomunicações desde a invenção do aparelho telefônico. � Descrever o processo de digitalização das redes telefônicas a partir da década de 1970 e a difusão dessas tecnologias a partir de 1990. � Analisar as tecnologias de redes de telecomunicação do século XXI e as perspectivas futuras. Introdução Neste capítulo, você estudará sobre a evolução das redes de telecomu- nicações. Além disso, conhecerá o processo de digitalização das redes telefônicas a partir da década de 1970. Por fim, verá novas tecnologias de redes de telecomunicações da atualidade e perspectivas para o futuro. 1 História das telecomunicações — invenção do aparelho telefônico Para compreender o avanço das telecomunicações, é preciso conhecer um pouco sobre a base de toda essa evolução: a eletricidade. Todos os dispositivos eletrônicos utilizados nas telecomunicações atuais dependem de alguma forma da eletricidade. Em 1747, Benjamin Franklin e William Watson, em locais distintos, chegaram à mesma conclusão, introduzindo o conceito da eletricidade para o mundo. Os fenômenos elétricos continuaram sendo estudados e foram criadas muitas invenções, como a pilha elétrica, capaz de armazenar e utilizar eletricidade, inventada por Alessandro Volta, em 1801. Alguns anos depois, foi descoberto o eletromagnetismo, com a conclusão de que campos elétricos e magnéticos estão associados por meio de corrente elétrica. Em 1831, Michael Faraday descobriu o fenômeno da indução mag- nética, em que uma variação no campo magnético produz um campo elétrico, induzindo corrente elétrica em materiais condutores (PINHEIRO, 2004). A indução magnética foi descoberta em 1831 por dois cientistas, o inglês Michael Faraday — citado no texto — e o estadunidense Joseph Henry, de forma independente. Estudos afirmam que Henry foi o primeiro a descobrir o fenômeno, mas, por não ter aprofundado nem publicado seus resultados na época, quando decidiu fazer isso, em 1832, o reconhecimento da descoberta já havia sido atribuído a Faraday, que publicou um estudo muito mais detalhado um ano antes (FERREIRA, 2020). Utilizando a eletricidade, Samuel Morse inventou, em 1837, o telégrafo (Figura 1), que pode ser considerado o precursor do telefone, marcando o início da era das telecomunicações no mundo. O telégrafo permite a transmissão de mensagens por longas distâncias em pouco tempo. No entanto, ele só permitia o envio de sinais elétricos pulsados. Houve muitas descobertas, até que, em 1876, ocorreu a maior revolução nas telecomunicações, quando Alexander Graham Bell patenteou a descoberta do telefone. Desde o ano anterior, Graham Bell e seu auxiliar, Thomas Watson, faziam experiências com telégrafos na tentativa de transmitir voz através da eletricidade. No dia 10 de março de 1876, foi realizada a primeira transmissão de uma mensagem completa no aparelho inventado. Graham Bell disse, ao telefone: “Senhor Watson, venha cá. Preciso falar-lhe”. No Brasil, o telefone chegou em 1877, depois de D. Pedro II participar de uma exposição na Filadélfia e ver o funcionamento do aparelho. Evolução das redes de telecomunicação2 Figura 1. Telégrafo utilizado para a transmissão de mensagens. Fonte: tantawat/Shutterstock.com. É difícil sentenciar quem inventou o telefone, pois, de forma simultânea e independente, vários cientistas trabalharam com o mesmo objetivo. Na Alemanha, Johann-Philipp Reis; na França, Charles Bourseul; nos Estados Unidos, Elisha Gray e Alexander Graham Bell. Conforme visto, Bell entrou para a história por ter obtido primeiro a patente para seu aparelho elétrico de transmissão de voz, em 14 de fevereiro de 1876 (MÖDERLER, 2010). As primeiras ligações telefônicas eram feitas com o intermédio de telefo- nistas. O usuário girava uma manivela no telefone para gerar uma corrente e chamar a telefonista, que atendia e comutava os pontos manualmente para completar a ligação. Com o passar do tempo, surgiram as centrais telefônicas automáticas. Assim, as ligações passaram a ser realizadas por meio de telefones com discos para o envio de sinalização decádica, em que o telefone enviava pulsos (de 0–9) para a central telefônica. As informações enviadas permitiam a identificação do número de destino, de modo que a conexão era realizada sem o auxílio de telefonistas. Essa tecnologia durou até o final da década de 3Evolução das redes de telecomunicação 1960, quando surgiram os telefones com teclado eletrônico, que enviavam pulsos de sinalização decádica de acordo com a tecla discada, facilitando a realização da chamada telefônica, pois o tempo para digitar os números era bem menor do que o para girar os números dos discos. Com a chegada da sinalização do tipo DTMF (Dual-Tone Multi Frequency; ou Tom Duplo de Multifrequência, em português), o envio da sinalização para as centrais telefônicas ficou mais rápido. Quando se ocupa uma linha telefônica, o circuito elétrico é fechado. Contudo, na discagem com sinalização decádica, ocorrem aberturas periódicas ao girar o disco, identificando o número discado. Por exemplo, ao discar o número 1, ocorria uma abertura no circuito, e assim por diante. Ao discar o 0, eram feitas 10 aberturas no circuito. Na discagem com sinalização DTMF, cada tecla possui duas frequências. O tom de discagem é obtido pela soma senoidal da frequência alta e da frequência baixa correspondente de cada número e enviado para a central telefônica. Por exemplo, ao teclar o número 7, o tom enviado é a soma senoidal da frequência alta 1.209 Hz e da frequência baixa 852 Hz. As frequências referentes a todos os números foram escolhidas para se diferenciarem das frequências produzidas pela voz humana (CAMPOS, 2007). A Figura 2, a seguir, apresenta os tipos de discagem eletrônica. Figura 2. Tipos de discagem telefônica. Fonte: Teleco (2010, documento on-line). Frequências baixas (Hz) Decádico Multifrequencial Digital Frequências altas (Hz) 697 1.209 1.477 1.663 770 941 * 0 7 4 1 C D B A 9 # 6 3 5 2 852 8 1.336 Evolução das redes de telecomunicação4 Em paralelo ao desenvolvimento do telégrafo e do telefone, as pesqui- sas sobre eletricidade e eletromagnetismo continuaram. Em 1894, o italiano Guglielmo Marconi, por meio da realização de experimentos utilizando as tecnologias conhecidas até então, conseguiu fazer o som de uma campainha, ligada a equipamentos de transmissão, chegar a um quilômetro de distância. Assim, surgia o rádio. A primeira transmissão de voz e música por ondas de rádio aconteceu em 1906, nos Estados Unidos. O tubo iconoscópico, que é a base da televisão, foi criado, por volta de 1923, por Vladmir Zworykin, um russo que morava nos Estados Unidos. Em 1928, foi realizada a pri- meira transmissão de televisão de forma elementar, com imagens embaçadas. Em 1930, a TV passou a ser mais lapidada, com melhorias nas transmissões. Pesquisas durante a Segunda Guerra Mundial impulsionaram o desenvol- vimento de tecnologias e dos aparelhos de televisão. A Figura 3, a seguir, apresenta exemplos dos primeiros aparelhos eletrônicos criados. Figura 3. Aparelhos eletrônicos antigos: (a) telefone; (b) rádio; (c) televisão. Fonte: (a) ziviani/Shutterstock.com, (b) Policas/Shutterstock.com e (c) Byjeng/Shutterstock.com. (a) (b) (c) 5Evolução das redes de telecomunicação Durante a Segunda Guerra Mundial, outras descobertas importantes foram feitas, com destaque para o primeiro computador digital eletrônico, o ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer; ou Computador Integrador Numérico Eletrônico, em português), construído pelo físico John William Mauchly e pelo Engenheiro Eletricista John Presper Eckert Jr., da Universidade da Pensilvânia. Esse computador entrou em funcionamento em 1946 e tinha uma capacidade de processamento de5.000 operações por segundo. O ENIAC possuía 17.468 válvulas com 160 kW de potência, 10.000 capacitores e sua principal função era realizar cálculos balísticos. Ele levava 20 segundos para calcular a trajetória de um projétil que levava 30 segundos para atingir o alvo. O computador pesava 30 toneladas, ocupava uma área de 93 m2 e utilizava cartões perfurados como sistema operacional. O UNIVAC (Universal Automatic Computer; ou Computador Automático Universal, em português) substituiu o ENIAC e tornou-se o protótipo dos computadores de grande porte da atualidade. Ele foi o primeiro computador digital eletrônico para aplicações de negócios e usava o sistema binário de numeração, utilizado até hoje para realizar operações. Em 1947, surgiu a primeira ideia de telefonia celular móvel, que seria o uso de telefones que utilizavam células para identificar o usuário em qualquer local onde a chamada telefônica fosse realizada. Outras descobertas que merecem ser mencionadas na evolução das telecomunicações são: o transistor, em 1948, que utilizava propriedades eletrônicas de materiais como o silício para realizar as mesmas funções das válvulas, porém consumia menos energia, era mais resistentes e muito menor, possibilitando a construção de dispositivos com dimensões reduzidas; as comunicações via satélite, em 1957; o primeiro modelo de fibra ótica, em 1958; e o laser (light amplification by stimulated emission of radiation; ou amplificação da luz por emissão estimulada de radiação, em português), em 1960. Sistema telefônico básico Os sistemas telefônicos são compostos por assinantes, sistemas de distribuição, centrais telefônicas e sistemas de transmissão. O assinante da rede telefônica utiliza um terminal telefônico para realizar chamadas. Esses terminais podem ser de uso público (os conhecidos “orelhões”) ou privado (p. ex., um PABX [Private Automatic Branch Exchange; ou Troca Automática de Ramais Pri- vados, em português]). Evolução das redes de telecomunicação6 Os sistemas de distribuição, responsáveis pela conexão do usuário com a central telefônica, são estruturas físicas compostas por caixas e armários de distribuição, com fiações metálicas para as conexões entre terminais e centrais telefônicas. Com essa estrutura, o assinante tem acesso a uma operadora de telefonia, originando a RTPC (Rede de Telefonia Pública Comutada). A central telefônica tem a função de automatizar a comutação de circuitos para estabelecer a conexão entre assinantes. A central de comutação estabelece circuitos temporários entre assinantes, permitindo o compartilhamento de meios e promovendo uma otimização dos recursos disponíveis. As centrais telefônicas locais conectam os assinantes de uma determinada região e se conectam a outras centrais de outras regiões por meio dos chamados circuitos-tronco. Antigamente, essa conexão era realizada por uma telefonista, que atendia a ligação e, a partir da solicitação, conectava o assinante a um outro assinante. Os sistemas de transmissão são responsáveis pela conexão entre as centrais telefônicas (CAMPOS, 2007). A Figura 4, a seguir, apresenta um esquema de um sistema básico de telefonia. Figura 4. Estrutura de um sistema telefônico básico. Fonte: Teleco (2009, documento on-line). Assinantes Sistema de distribuição Assinantes Sistema de distribuição Central telefônica Sistema de transmissão Central telefônica 2 Processo de digitalização das redes telefônicas As primeiras ligações de longas distâncias DDD (discagem direta a distância) foram feitas por volta do ano de 1960, iniciando o ciclo de digitalização da telefonia. Com isso, houve uma diminuição do tamanho dos aparelhos telefô- nicos e de todas as estruturas que fazem parte das redes telefônicas, além da evolução dos software que fazem parte dos sistemas telefônicos e das redes de comunicação de dados. 7Evolução das redes de telecomunicação Em 1965, a primeira central telefônica digital com tecnologia CPA (Central por Programa Armazenado) foi construída, dando os primeiros passos em direção a novas tecnologias na telefonia fixa. As primeiras centrais eram do tipo CPA-A, em que apenas o controle e a gerência da central eram digitais. Contudo, a matriz de comutação — a parte onde trafegavam os sinais de voz — ainda era analógica. Em seguida, surgiram as centrais do tipo CPA-T, em que todos os processos passaram a ser digitais. Com isso, as redes de comunicação também seguiam para a digitalização (PINHEIRO, 2004). A voz humana é um sinal analógico que, para conseguir trafegar em uma rede digital, precisa ser convertido. A técnica de PCM (Pulse Code Modu- lation; ou Modulação por Código de Pulso, em português) é utilizada nessa conversão. O processo de transformação do sinal analógico em digital passa por três fases: amostragem, quantização e codificação. Na amostragem, as amostras do sinal original são retiradas de acordo com uma frequência predeterminada (quanto mais amostras, maior fidelidade na recuperação do sinal no outro lado da chamada). Já na quantização é feito o refinamento do sinal amostrado. Por fim, na codificação, ocorre a transformação do sinal quantizado em um sinal binário (CAMPOS, 2007). A frequência de amostragem utilizada internacionalmente em telefonia é de 8.000 amostras por segundo, definida pelo Teorema de Nyquist. Um código de 8 bits corresponde a um nível de valor de quantização. Logo, multiplicando- -se 8.000 amostras por segundo com 8 bits por amostra, tem-se uma taxa de 64.000 bits por segundos. Esse padrão é utilizado na telefonia fixa até hoje. Todavia, outras tecnologias para digitalização e compactação de sinais de voz vêm sendo desenvolvidas para otimizar a telefonia celular e a transmissão de voz sobre IP (VoIP). De acordo com Campos (2007), para viabilizar o transporte dos sinais digitalizados, pode-se utilizar a técnica de TDM (Time-Division Multiplex; ou Multiplexação por Divisão de Tempo, em português), que consiste em reservar, para cada canal, espaços de tempo predefinidos para serem transmitidos. O Brasil utiliza o mesmo padrão europeu para a multiplexação de sinais digitais, reunindo grupos de 32 canais, em que, geralmente, 30 canais são responsáveis pelo transporte de voz, e 2 canais, pela sincronização e sinalização. A taxa de bits para transportar os 32 canais será de 2 Mbits por segundo, pois multiplica-se (8.000 amostras por segundo × 32 canais × 8 bits), totalizando 2.048.000 bits por segundo. Evolução das redes de telecomunicação8 Além da evolução das telecomunicações, a comunicação de dados passou a ter mais importância com a Guerra Fria. Os Estados Unidos tinham a pre- ocupação de montar sua estratégia com o auxílio de computadores para não ficarem vulneráveis à possibilidade de um ataque nuclear. Com isso, os recursos de computação foram distribuídos por todo o país, interligando-os em uma grande rede. Dessa forma, caso ocorresse a destruição de algum componente, o funcionamento do restante desses recursos não era comprometido. Em meados dos anos 60, os computadores de diferentes fabricantes loca- lizados em institutos de pesquisa não conseguiam se comunicar com outros computadores. Em 1967, a Advanced Research Projects Agency (ARPA) apresentou uma pequena rede de computadores conectados em uma reunião da Association for Computing Machinery (ACM). A ideia era que diferentes computadores seriam ligados a um IMP (Interface Message Processor; ou Interface do Processador de Mensagens, em português), um computador es- pecializado, que se ligaria a outros computadores. O IMP deveria ser capaz de se comunicar com outros IMPs e com o computador ao qual estava conectado. Então, em 1969, o departamento de defesa dos Estados Unidos iniciou a Arpanet (Advanced Research Projects Agency Network; ou Rede da Agência para Projetos de Pesquisa Avançada, em português), uma rede de pacotes que, inicialmente, interligava centros de pesquisa, órgãos do governo e bases mili- tares.A ligação entre esses locais era feita através de circuitos de 56 kbits/s por meio do protocolo NCP (Network Control Protocol; ou Protocolo de Controle de Rede, em português). Devido à facilidade de trocar informações por correio eletrônico e outros serviços, o NCP tornou-se popular entre os pesquisadores. A tecnologia de comutação de pacotes foi implementada na Arpanet. Outro conceito introduzido foi o de arquitetura de rede de computadores, dividindo a rede em camadas por função de tarefas de comunicação entre aplicações de computadores distintos. A rede Arpa foi a primeira a desenvol- ver protocolos de transporte, elaborando mecanismos para controle de fluxo, confiabilidade e roteamento de pacotes. Nesse período, os primeiros protocolos de aplicação foram introduzidos, como o FTP (File Transfer Protocol; ou Protocolo de Transferência de Arquivos, em português) e o protocolo Telnet, um protocolo de terminal virtual, ambos utilizados até hoje. Em 1974, a ARPA desenvolveu um conjunto de protocolos que formaram o TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol; ou Protocolo de Controle de Transmissão/ Protocolo de Internet, em português), que chegou à sua forma atual em 1978 (FOROUZAN, 2013; PINHEIRO, 2004). 9Evolução das redes de telecomunicação Protocolo é um conjunto de regras que permite que dois ou mais dispositivos tro- quem informações. Ele define as regras, a sintaxe, a semântica e a sincronização da comunicação entre os dispositivos. Os protocolos podem ser implementados tanto por software como por hardware, ou por uma combinação de ambos. Os protocolos de comunicação da internet são divulgados pela IETF (Internet Engineering Task Force) por meio da publicação de documentos denominados RFCs (Request for Comments). O trabalho, a organização e os processos do IETF estão definidos na RFC 3160. Ainda em 1974, a faixa de frequência para a telefonia celular foi regulamenta pelo Federal Communications Comission (FCC). No ano seguinte, surgiu o AMPS (Advanced Mobile Phone System; ou Sistema de Telefone Móvel Avançado, em português), que se baseia no conceito de sistema celular. Esse sistema foi adotado pelas operadoras no Brasil nos primeiros sistemas de telefonia celular analógica. A parte analógica estava relacionada somente à voz no trecho entre a torre de transmissão e o usuário móvel. As outras partes, que incluíam a ligação da estação rádio base à CCC (Central de Comutação e Controle), eram todas digitais. Em 1978, o Japão iniciou a operação de telefonia celular. O uso comercial nos Estados Unidos só ocorreu em 1983. Continuando a evolução das redes de computadores, muitas empresas que fabricavam dispositivos de processamento de dados desenvolveram arquiteturas proprietárias, com seus próprios métodos para interagir em rede. Em 1978, o Comitê Consultatif International Telephonique et Telegraphique (CCITT) e a International Organization for Standardization ISO) estudavam uma abordagem sobre padrões abertos alternativos. O CCITT tornou-se o ITU-T (International Telecommunications Union-Telecommuncations Standardization Sector) e, em 1984, concluiu um trabalho que resultou no Modelo de Referência OSI (Open System Interconnect), definindo o modelo de sete camadas para comunicação de dados (PINHEIRO, 2004). A Figura 5 mostra a comunica- ção entre dois computadores, que atravessam toda a pilha de protocolos das camadas do modelo OSI. Evolução das redes de telecomunicação10 Figura 5. Comunicação pelas camadas do modelo OSI. Fonte: Tanenbaum (2011, p. 26). As camadas do modelo OSI são descritas a seguir. � Camada de aplicação: tem a função de prover uma interface entre o usuário e a rede. Os navegadores de internet, por meio do protocolo HTTP (Hypertext Transfer Protocol; ou Protocolo de Transferência de Hipertexto, em português), o software de e-mail, entre outros, possi- bilitam a interação entre homem e máquina, transmitindo e recebendo dados da rede. � Camada de apresentação: responsável por exibir os dados para a camada de aplicação. Tem a função de codificar e decodificar os dados para torná-los legíveis na camada de aplicação. 11Evolução das redes de telecomunicação � Camada de sessão: tem o objetivo de controlar a comunicação entre dispositivos. Essa camada gerencia o estabelecimento e a finalização de uma conexão entre dois dispositivos, bem como as formas que essas conexões podem ser feitas: simplex (em que a comunicação é unilateral; i.e., um dispositivo transmite e o outro recebe os dados) ou full duplex (em que a comunicação é bilateral; i.e., os dois dispositivos transmitem e recebem os dados). � Camada de transporte: responsável pelo agrupamento de dados em segmentos e a fragmentação destes de forma que se encaixem na tecno- logia física da rede que está sendo utilizada. As principais características dessa camada são: garantir a entrega de segmentos ao destino; controlar o fluxo, a ordem e os erros na transmissão; garantir que as camadas superiores sejam isoladas de mudanças na tecnologia de hardware. � Camada de rede: encaminha os dados, verificando a melhor rota a seguir e controlando a operação da sub-rede. Nessa camada, o endereço IP é atribuído ao pacote de dados. � Camada de enlace: tem a finalidade de traduzir os dados provenientes da camada de rede em bits e prover a transferência dos dados no meio. Para tanto, o transmissor deve dividir os dados de entrada em quadros de dados e transmiti-los sequencialmente. � Camada física: composta por cabeamento, conectores e interfaces de sincronização que recebem os bits da camada de enlace. Essa camada trata da transmissão de bits por um canal de comunicação (TANEN- BAUM, 2003). As primeiras implementações da internet (rede que utilizada até hoje) ocorrem em 1980, com a conversão das máquinas da Arpanet para a utilização dos protocolos TCP/IP. A transição entre as redes foi finalizada em 1983, e, a partir daí, todos os dispositivos que desejassem se conectar à rede deveriam adotar o protocolo TCP/IP. A partir de então, a internet cresceu rapidamente, com milhares de computadores conectados e uma enorme quantidade de dados e informações disponibilizadas. Com a evolução da internet e a digitalização da telefonia, surgiu, em 1991, a tecnologia digital de telefonia celular TDMA (Time Division Multiple Access; ou Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo, em português). Outras tecnologias, como a CDMA (Code Division Multiple Access; ou Acesso Múltiplo por Divisão de Código, em português) e a GSM (Global System for Mobile Com- munications; ou Sistema Global para Comunicações Móveis, em português) também foram desenvolvidas. Evolução das redes de telecomunicação12 No Brasil, enquanto o celular fazia sucesso na telefonia, a RNP (Rede Nacional de Pesquisa) foi formada, com o objetivo de coordenar a construção e a instalação de um backbone (espinha dorsal da internet, responsável pelo envio e recebimento de dados entre localidades diferentes) nacional para conectar as principais universidades brasileiras a NSFNET (backbone da National Science Foundation). Em 1993, foi lançado o primeiro navegador gráfico para internet, o Mosaic, atraindo mais usuários para a rede, em virtude das facilidades contidas na ferramenta. À medida que os preços dos computadores foram diminuindo, a procura pelo direito ao acesso à internet foi aumentando. Em maio de 1995, foi formado o Comitê Gestor de Internet/Brasil, cuja função era coordenar e disciplinar a implantação da internet comercial no Brasil, impulsionando o crescimento da internet juntamente à telefonia, em processo de digitalização avançado. Contudo, os acessos dos usuários ao sistema permaneciam quase totalmente analógicos (última milha), e apenas clientes de médio e grande portes possuíam conexões através de links de rádios digitais ou fibras óticas. Uma forma para atendimento com comunicação digital de última mi- lha é a utilização de terminais ISDN (Integrated ServicesDigital Network; ou Rede Digital de Serviços Integrados, em português), que permitem que as centrais digitais sejam equipadas com linhas de assinantes com a capacidade de transmitir dois canais de 64 kbits/s e um canal de 16 kbits/s para sinaliza- ção. Com dois canais disponíveis, o assinante pode utilizá-los para realizar chamadas telefônicas simultaneamente, ou para uma chamada telefônica e uma conexão de dados em uma velocidade de 64 kbits/s, ou mesmo uma única conexão de dados em uma velocidade de 128 kbits/s utilizando os dois canais (PINHEIRO, 2004). Pinheiro (2004) menciona que a tecnologia DSL (Digital Subscriber Line; ou Linha Digital de Assinante, em português) possibilitou novos avanços para a digitalização dos acessos de última milha, o que viabilizou o uso da rede metálica existente para a transmissão de dados com maiores velocidades. A entrada de modems do tipo HDSL (High-Bit-Rate Digital Subscriber Line; ou Linha Digital de Assinante de Alta Taxa de Bits, em português) permitiu que clientes de pequeno e médio portes das operadoras pudessem se tornar digitais com uma grande redução nos custos. A tecnologia DSL é utilizada mais intensamente com o aumento crescente da banda larga, com as conexões ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line; ou Linha Digital Assimétrica para Assinante, em português), que são comercializadas pelas operadoras de telecomunicações. Além da navegação na internet com maiores velocidades, esses acessos podem permitir novos serviços de mídia para os usuários. 13Evolução das redes de telecomunicação 3 Tecnologias de redes de telecomunicações do século XXI e as perspectivas futuras A convergência total de redes de telecomunicações (i.e., a integração de serviços de dados, voz e vídeo) se baseia na tecnologia das plataformas NGN (Next Generation Networks; ou Redes de Nova Geração, em português). Nelas, todas as informações transportadas utilizam uma única estrutura de backbone e apenas um protocolo básico para transmitir as informações na rede. Contudo, até que todos os serviços sejam convergidos, haverá uma característica híbrida na forma de transportar as informações, que, ao final, deverá ser apenas em modo de pacotes. Para que isso seja possível, uma arquitetura de NGN é pro- posta e implementada por operadoras ao redor do mundo (PINHEIRO, 2004). Nessa nova estrutura de transmissão de dados, deve-se observar alguns princípios: garantia na qualidade dos serviços (QoS) disponibilizados, pois alguns tipos de aplicações, como as videoconferências e as ligações telefônicas, são sensíveis a atrasos (característica de redes de pacotes); confiabilidade, ou seja, garantir os requisitos mínimos aceitáveis para o serviço proposto; escala- bilidade, isto é, a capacidade de crescimento; uso eficiente de recursos, a fim de economizar investimentos em infraestrutura; e uma operação simplificada da rede, a fim de reduzir custos operacionais. Novos protocolos, como MPLS (Multi Protocol Label Switch; ou Comutação de Rótulos Multiprotocolo, em português) e RSVP (Resource Reservation Protocol; ou Protocolo de Reserva de Recursos), foram desenvolvidos para que o ambiente NGN possibilite o trânsito adequado de diferentes serviços e permita a compatibilidade dos sistemas de telefonia atuais com a nova rede. As operadoras de telefonia devem aplicar um novo modelo de negócios, envolvendo valores inovadores, com foco em novos serviços multimídia, que devem atender às necessidades dos clientes de ter um serviço de voz, vídeo e dados (triple play) de uma mesma operadora. Os benefícios do acesso à banda larga, com altas velocidades de transmissão de dados, junto a um sistema de televisão IP de fácil utilização, podem permitir que as operadoras de teleco- municações se tornem mais competitivas, fazendo ofertas customizadas dos diferentes serviços, como: IPTV, VoIP, jogos on-line, streaming de áudio e vídeo, gravação de programas de TV, videochamadas, serviços de trocas de e-mail e mensagens, acesso à internet pela televisão e outros eletrodomésticos (internet das coisas [IoT]), entre outros. Evolução das redes de telecomunicação14 5G e a internet das coisas O cenário das redes convergentes aponta diretamente para a disseminação das redes de 5ª geração (5G) e a ampla utilização da IoT. A Figura 6, a seguir, apresenta uma série de dispositivos distintos interligados através da internet. Figura 6. Internet das coisas. Fonte: Dod Vision (2019, documento on-line). A quinta geração da telefonia celular (5G) vem sendo implementada em alguns países, como Estados Unidos, Reino Unido e China. Essa nova tec- nologia possui algumas características que chamam atenção: transmissão de dados dez vezes mais rápida que a da geração anterior, latência dez vezes menor e possibilidade de conectar o maior número de dispositivos à rede, consumindo menos energia. 15Evolução das redes de telecomunicação Entre os serviços que o 5G permite está o suporte a aplicações de IoT (Internet of Things). A IoT é um conceito que aborda a conexão de diferentes dispositivos do cotidiano (televisão, máquina de lavar, lâmpadas, cortinas, carros, etc.) à internet, possibilitando uma maior e melhor interação com o usuário. Apesar de já existirem aplicações de IoT com as tecnologias anteriores (4G), acredita-se que somente com a chegada e a consolidação da tecnologia 5G poderá existir uma IoT funcionando com todo o desempenho esperado. CAMPOS, A. S. Telefonia digital: a convergência de voz em dados. 2007. Disponível em: https://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialconvdados/default.asp. Acesso em: 10 maio 2020. DOD VISION. O que é Internet das Coisas? 2019. Disponível em: https://dodvision.com/ blog/o-que-e-internet-das-coisas/. Acesso em: 10 maio 2020. FERREIRA, N. A. A descoberta da indução eletromagnética. [2020]. Disponível em: https:// brasilescola.uol.com.br/fisica/a-descoberta-inducao-eletromagnetica.htm. Acesso em: 10 maio 2020. FOROUZAN, B. A. Redes de computadores: uma abordagem top-down. Porto Alegre, 2013. MÖDERLER, C. 1876: Graham Bell obtém a patente do telefone. 2010. Disponível em: https://www.dw.com/pt-br/1876-graham-bell-obt%C3%A9m-a-patente-do- -telefone/a-441123. Acesso em: 10 maio 2020. PINHEIRO, P. R. G. Ciclos evolutivos das telecomunicações. 2004. Disponível em: https:// www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialciclos/default.asp. Acesso em: 10 maio 2020. TANENBAUM, A. S. Redes de computadores. 4. ed. Rio de Janeiro: Campus, 2003. TANENBAUM, A. S. WETHERALL, D. Redes de computadores. 5. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011. TELECO. Tutorial conv dados. [2009]. Disponível em: https://www.teleco.com.br/imagens/ tutoriais/tutorialconvdados_figura2.gif. Acesso em: 10 maio 2020. TELECO. Tutorial conv dados. [2010]. Disponível em: https://www.teleco.com.br/imagens/ tutoriais/tutorialconvdados_figura1.gif. Acesso em: 10 maio 2020. Evolução das redes de telecomunicação16 Leituras recomendadas DIOGENES, Y. Certificação CISCO. Rio de Janeiro: Axcel Books, 2004. FILIPPETTI, M. A. CCNA 3.0: guia completo de estudo. Florianópolis: Visual Books, 2002. PINHEIRO, J. M. S. Telefonia pela internet. 2005. Disponível em: https://www.projetode- redes.com.br/artigos/artigo_telefonia_pela_internet.php. Acesso em: 10 maio 2020. Os links para sites da web fornecidos neste capítulo foram todos testados, e seu fun- cionamento foi comprovado no momento da publicação do material. No entanto, a rede é extremamente dinâmica; suas páginas estão constantemente mudando de local e conteúdo. Assim, os editores declaram não ter qualquer responsabilidade sobre qualidade, precisão ou integralidade das informações referidas em tais links. 17Evolução das redes de telecomunicação
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