Telecomunicações e Redes Digitais

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TELECOMUNICAÇÕES ETELECOMUNICAÇÕES E
REDES DIGITAISREDES DIGITAIS
CONCEITOS DECONCEITOS DE
TELECOMUNICAÇÕES ETELECOMUNICAÇÕES E
REDES DIGITAISREDES DIGITAIS
Au to r ( a ) : M e . M a rc e l o Ta k a s h i U e m u ra
R ev i s o r : Fre d e r i c o R e h m e
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Introdução
Olá, estudante! É com prazer que apresentamos a você este material, que traz
os principais conceitos utilizados no contexto das telecomunicações e redes
digitais , abordando fatores-chaves para compreender o funcionamento das
tecnologias empreendidas para a comunicação de voz e dados .
A palavra telecomunicações signi�ca “comunicação a distância”, e tal
conceito evoluiu muito ao longo dos anos, permitindo diferentes formas de
comunicação para pessoas e empresas ao redor do mundo, aumentando
cada vez mais a globalização. Uma simples transmissão de voz pode implicar
uma série de equipamentos interligados, dentro de uma arquitetura de redes
implementada pelas operadoras de telecomunicações, para assegurar a
qualidade da comunicação.
Apresentaremos a organização estrutural de uma rede de telecomunicações
e dados digitais, descrevendo como as informações são digitalizadas e
transmitidas por estas, desde a origem até seus destinatários.
Bons estudos!
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Caro(a) estudante, você sabia que as redes de telecomunicações trouxeram
uma grande contribuição no mundo das comunicações, permitindo a conexão
e o envio de informações de longas distâncias? Neste tópico, falaremos
sobre como as telecomunicações evoluíram ao longo da história, os
conceitos utilizados em telefonia, os princípios da digitalização de voz e o
provimento de serviços das redes telefônicas.
Histórico das Telecomunicações
O mundo das telecomunicações é repleto de invenções e desenvolvimento
tecnológico que ocorreram ao longo da história, principalmente a partir do
século XIX.
Evolução dasEvolução das
TelecomunicaçõesTelecomunicações
#PraCegoVer : o infográ�co tem o título “Evolução das Telecomunicações” e,
abaixo, há cinco barras horizontais verdes do lado esquerdo e cinco barras do
Redes de
Telecomunicações
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lado direito, na vertical. Cada barra apresenta uma data em ordem cronológica
referente à evolução das telecomunicações, com início em 1860 e �m em 1990.
Assim, do lado esquerdo, a primeira barra apresenta a data “1860” e, ao clicar
nela, aparece o texto: “Em 1860, o inventor alemão Philips Reis criou o telégrafo,
que permitiu o envio de informações à distância por meio da transmissão de
sinais utilizando corrente elétrica (ALENCAR, 2011)”. Abaixo, há a ilustração de
um telégrafo nas cores azul-escura, cinza e laranja. A segunda barra apresenta a
data “1876” e, ao clicar nela, aparece o texto: “Alexandre Graham Bell, em 1876,
durante um experimento com eletricidade, descobriu o princípio do telefone
acidentalmente, após derramar ácido em suas calças e chamar imediatamente
seu assistente Watson. Essa mensagem foi ouvida em outra sala por meio do
dispositivo receptor de Watson. Após meses de trabalho, Bell realizou a
transmissão de uma frase completa a uma distância de 45 m por uma linha de
transmissão. Em 1877, conseguiu a mesma façanha por meio de uma linha
externa de 4 km, de Boston a Cambridge (ALENCAR, 2011)”. Abaixo, há a
ilustração de um telefone na cor laranja envolto por uma moldura vermelha com o
fundo branco. A terceira barra apresenta a data “1878” e, ao clicar nela, aparece o
texto: “A primeira central telefônica comercial, para interligação dos aparelhos
telefônicos de assinantes, foi operada em 1878, em New Haven, pela Bell
Telephone Company. Em 1885, foi criada a AT&T, cuja missão era construir e
operar circuitos de telefonia em longa distância. Mesas telefônicas eram
utilizadas no processo de comutação das centrais telefônicas por meio de
operadoras de forma manual”. Abaixo, há uma gravura em preto e branco da
estação telefônica central em Paris e três mulheres vestidas com roupas da
época paradas em frente à essa estação. Duas estão lado a lado e de costas para
a estação e a terceira está com a mão direita levantada, apertando um botão na
estação. A quarta barra apresenta a data de “1889” e, ao clicar nela, aparece o
texto: “Em 1889, Albert Strowger criou a central telefônica de comutação
automática. Curiosamente, Strowger não era inventor, mas um agente funerário
da cidade de Kansas. Com suspeitas de que clientes potenciais estavam sendo
encaminhados para seu concorrente por uma operadora de mesa telefônica, a
esposa do proprietário da outra agência acabou investindo na invenção de um
sistema eletromecânico que não dependesse de intervenção manual, que �cou
conhecida como central Strowger, sendo utilizada por várias décadas (COLCHER
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et al., 2005)”. Abaixo, há uma fotogra�a colorida que mostra interruptores da
banda de trabalho de Strowger em exibição no Telephone Museum, em Waltham,
Massachusetts, nos Estados Unidos. A quinta e última barra do lado direito
apresenta a data “1930” e, ao clicar nela, aparece o texto: “Segundo Ribeiro
(2012), desde 1930, o serviço de telefonia conseguiu um alcance mundial, com
praticamente todos os habitantes do mundo, podendo se comunicar de forma
falada”. Abaixo, há uma ilustração do mapa-múndi em plano cartesiano, com os
países e os oceanos na cor azul-escura. Os países estão contornados por uma
linha azul-clara brilhante e há duas linhas também nessa cor, em formato de
onda, que cruzam o mapa de um lado a outro. Do lado direito do infográ�co, a
primeira barra apresenta a data “1946” e, ao clicar nela, aparece o texto: “Em
1946, foi iniciada a operação de serviços de telefonia móvel em St. Louis, nos
Estados Unidos, pela empresa AT&T, graças à evolução dos sistemas de rádio”.
Abaixo, há uma ilustração de uma antena de rádio, na cor branca e contornos
azuis. A segunda barra apresenta a data de “1950” e, ao clicar nela, aparece o
texto: “Até a década de 1950, toda comunicação empregava tecnologia analógica,
sendo que, em 1958, surgiram as primeiras centrais digitais graças à invenção do
transistor. Junto com elas, começaram o desenvolvimento de novas tecnologias
de transmissão, adotando, também, o uso de circuitos digitais. Nesse processo
de digitalização, as centrais telefônicas adotaram o sistema computacional CPA
(Central por Programa Armazenado), facilitando a operação e a manutenção dos
serviços de telefonia (COLCHER et al., 2005)”. Abaixo, há uma ilustração de um
globo azul formado pelos números binários 0 e 1 ao redor. Abaixo dele, há
algumas ondas também formadas por 0 e 1. A terceira barra apresenta a data
“1970” e, ao clicar nela, aparece o texto: “Durante a década de 1970, surge o
conceito de telefonia celular com a primeira geração, crescendo, desde então, até
os dias de hoje (CAVALCANTI et al., 2018)”. Abaixo, há uma fotogra�a colorida
que apresenta um telefone antigo na cor preta e oito celulares das primeiras
gerações. A quarta barra apresenta a data “1985” e, ao clicar nela, aparece o
texto: “De 1950 a 1970, as redes de computadores evoluíram para uma
abrangência geográ�ca maior, tendo como resultado a criação da ARPANET, que
viria a ser rebatizada como internet em 1985. A ARPANET proporcionou que
transmissões de dados de computadores fossem feitas a longas distâncias,assim como ocorreu com as transmissões de voz na telefonia”. Abaixo, há uma
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ilustração de uma rede de computadores, há um quadro azul e, no interior dele, há
três computadores ilustrados, um em cima e dois embaixo, formando uma
pirâmide. Entre cada um, há uma seta com ponta para os dois lados. A quinta
barra apresenta a data “1990” e, ao clicar nela, aparece o texto: “Em meados da
década de 1990, estudos de convergência para voz e dados cresceram,
proporcionando uma evolução na então conhecida telefonia IP (COLCHER et al.,
2005)”. Abaixo, há uma fotogra�a colorida, em que aparece a mão de um homem
discando um telefone IP. Sobreposta a essa fotogra�a, há algumas ilustrações na
cor branca com o ícone VoIP e ícones de serviços de VoIP. Os ícones estão em
círculo e, no meio deles, há pontos luminosos que formam uma rede, com
interconexões entre todos os ícones.
Conceitos de Telefonia
A telefonia tem como base a transmissão do sinal de som, uma energia
eletromagnética que requer um meio de propagação. O aparelho telefônico é
capaz de converter as ondas mecânicas do som em sinais elétricos,
permitindo que sejam transportados através de �os condutores.
De acordo com Alencar (2011), o som apresenta as seguintes características:
frequência: representa o número de ciclos de uma onda sonora e a
unidade é o Hertz (Hz). A faixa audível ao ser humano vai de 20 a
20kHz, porém, para uma reprodução satisfatória, pode ser considerada
a faixa de 300 a 3kHz;
período: tempo gasto para realizar um ciclo, medido em segundos.;
amplitude: valor máximo da onda sonora, também conhecido como
amplitude máxima. Determina se o som é forte ou fraco;
comprimento de onda: relação entre a velocidade do som no meio e a
frequência do som.
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Essas características devem ser consideradas pelos sistemas telefônicos
para a propagação do sinal de voz, inicialmente tratado pelo aparelho
telefônico.
O Aparelho Telefônico
O aparelho telefônico é utilizado para originar e receber ligações de voz. É
composto por um dispositivo transmissor, que converte ondas sonoras em
sinais elétricos, e pelo receptor, que converte sinais elétricos em ondas
sonoras. Apresenta sinalizações acústicas para que o usuário do telefone
(também conhecido como assinante) possa estabelecer uma ligação, ser
alertado quando uma ligação está sendo recebida e casos de insucesso na
tentativa de realizar uma chamada telefônica.
Caro(a) estudante, para que o assinante possa realizar uma ligação
telefônica, ele deve indicar o assinante destinatário, por meio de um número
telefônico, selecionado pelo teclado do aparelho telefônico. O teclado deve
indicar uma sinalização elétrica com base no número digitado e essa
sinalização pode ser do tipo decádica (pulsos), em que uma quantidade de
pulsos é enviada eletricamente, ou multifrequencial (tons), sendo o envio de
um sinal baseado em duas frequências.
A sinalização multifrequencial do teclado é conhecida como DTMF (Dual
Tone Multifrequency), composta da combinação de uma frequência alta
(1209 Hz, 1336 Hz, 1477 Hz e 1633 Hz) e uma frequência baixa (697 Hz, 770
Hz, 852 Hz e 942 Hz). Por exemplo, o dígito “9” é representado pela
combinação da frequência baixa de 852 Hz e da frequência alta de 1477 Hz.
O Sistema Telefônico
No sistema telefônico, os assinantes devem utilizar o aparelho telefônico
para realizar uma chamada para estabelecer uma comunicação com o
assinante destinatário. Este estabelecimento está ilustrado na �gura a seguir:
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Figura 1.1 - Processo de estabelecimento de uma ligação telefônica
Fonte: Alencar (2011, p. 39).
#PraCegoVer : a �gura apresenta um diagrama em blocos de um sistema
telefônico, contendo um bloco referente ao sistema telefônico, um bloco
representando o assinante de origem “A” ligando para um assinante de destino
“B”, um bloco representando o assinante “B”, um bloco representando o tempo
para renovar uma chamada, caso ela não tenha sucesso, e um bloco
representando a atitude do assinante “A” em função do estado do assinante “B”.
No momento em que o assinante de origem (A) digita o número do assinante
destinado (B), os dígitos são transportados para o sistema telefônico, que
encontra um caminho até o assinante B. Caso haja algum problema no
processo de estabelecimento (por exemplo, assinante ocupado), o assinante
A pode renovar a tentativa de chamada após um intervalo de tempo ou
simplesmente desistir da ligação. Se o assinante B estiver livre, uma
sinalização acústica de alerta é efetivada e, no seu atendimento, a
comunicação é estabelecida com o assinante A.
Comunicação Digital
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Um sistema de comunicação é baseado na transmissão de sinais, desde uma
fonte de informação até o seu destino. Para tanto, deve-se fazer uso de um
canal, que pode estar sujeito a distorções e ruídos que podem afetar a
qualidade da informação. No lado transmissor, são utilizados dispositivos
transmissores, que irão atuar na preparação da informação para envio no
canal, assim como no lado de destino temos os receptores, que irão tratar do
sinal proveniente do canal. Para saber mais, o sistema está apresentado na
�gura a seguir:
No caso do sinal de voz, o processo de digitalização implica no uso de
processos de codi�cação e modulação realizados nos dispositivos
Figura 1.2 - Sistemas de comunicações
Fonte: Alencar (2011, p. 41).
#PraCegoVer : esta imagem representa um �uxo de comunicação, em que uma
fonte de informação transmite dados através de um dispositivo transmissor, que
realiza a codi�cação e modulação e envia para um canal. No lado receptor, são
realizados os processos de decodi�cação e demodulação para chegar ao
destino. A �gura conta com cinco itens ligados entre si por setas, formando uma
linha e mais um item ligado ao terceiro item. Da direita para a esquerda, temos
“fonte de informação”, seguida de “Transmissor”, com os dois subitens
“codi�cação” e “modulação”. Seguindo, temos “canal” e o subitem “distorção”.
Logo abaixo, temos o item “fonte de ruído” ligado por uma seta ao item “canal”.
 Continuando a linha, temos “receptor” e os subitens “decodi�cador” e
“demodulador”, em seguida, o último item “destino”.
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transmissores. O processo mais conhecido é o PCM (Pulse Code
Modulation), em que, basicamente, é feita uma amostragem do sinal
analógico de voz, e cada amostra é quantizada e codi�cada segundo padrões
digitais (binários) para posterior envio (JESZENSKY, 2004).
Assim como no lado transmissor são realizadas as etapas de amostragem,
quantização e codi�cação, no lado receptor, os sinais digitalizados são
regenerados para reconstruir a voz para a reprodução no lado de destino.
O padrão PCM é muito utilizado nas redes de telefonia digital, presente até
nos dias de hoje, sendo aplicado, inclusive, na telefonia IP. No próximo
subtópico, abordaremos as redes de telefonia e suas principais
características.
Redes de Telefonia
Caro(a) estudante, você sabia que a rede de telefonia (ou redes telefônicas)
são estruturas de comunicações complexas, de grande capilaridade e que
elas promovem um serviço de voz e dados para os usuários (assinantes)?
Essencialmente, são compostas pelas centrais telefônicas, que realizam a
interligação dos canais de comunicação e mantidas pelas operadoras
telefônicas. Segundo Alencar (2011), as operadorastelefônicas oferecem os
seguintes serviços a seus assinantes da rede telefônica: transmissão de
dados, telefonia, telex, comunicações móveis, acesso à internet e
transmissão de vídeo.
A rede telefônica pode ser constituída por diferentes redes de comunicação
que otimizam o fornecimento de determinado serviço. Por exemplo: Rede
Telefônica Pública Comutada (RTPC), Rede Pública Comutada Telegrá�ca
(Telex), redes privadas, Sistema Móvel Celular (SMC), rede pública de
transmissão de dados e provedores de serviços de internet.
As redes de telefonia podem ser classi�cadas de forma hierárquica e sua
arquitetura pode seguir topologias conhecidas de rede. No próximo tópico,
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iremos conhecer essas topologias e as classi�cações utilizadas nas redes de
telecomunicações e digitais.
Conhecimento
Teste seus Conhecimentos
(Atividade não pontuada)
Uma das características do som, por ser um sinal do tipo ondulatório, é a
frequência. Com base na frequência, o som emitido pode ser mais grave
(frequências baixas) ou mais agudo (frequências altas), sendo que existe
uma faixa considerada audível para o ser humano, que é utilizada nos
sistemas telefônicos. Assinale a alternativa que corresponde à faixa de
frequências para uma reprodução satisfatória ao ouvido humano:
a) 300 GHz a 400 THz.
b) 400 THz a 900 THz.
c) acima de 20 kHz.
d) 300 Hz a 3 kHz.
e) abaixo de 20 Hz.
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Caro(a) estudante, é importante ressaltar que os elementos de uma rede de
telecomunicações (telefonia) e dados digitais devem estar interligados de tal
forma que apresentem uma organização funcional, que atenda às
expectativas de serviços dos seus usuários. Neste tópico, trataremos das
principais topologias conhecidas e como as redes estão dispostas
hierarquicamente.
Topologias para Redes de
Comunicações
As redes de comunicação podem ser organizadas de forma física e lógica,
por meio de topologias bem conhecidas. De acordo com a topologia utilizada,
algumas características podem mudar, como protocolos utilizados,
sinalização, endereçamento, capacidade de recon�guração e redundância,
velocidade, banda e performance . As topologias básicas são: barramento,
anel e estrela (MORAES, 2020).
A topologia em barramento foi uma das primeiras a serem lançadas, sendo
que todas as estações estão conectadas a um barramento, um meio físico
compartilhado. Vamos a um exemplo? Temos, na �gura a seguir, uma rede de
computadores na topologia de barramento:
Topologias de
Redes
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A topologia em anel apresenta as estações conectadas a um caminho
fechado (ver �gura a seguir), em que a informação colocada por uma estação
percorre o anel até chegar à estação destinada. Vamos entender isso melhor
analisando a próxima �gura.
Figura 1.3 - Estações conectadas em barramento
Fonte: Moraes (2020, p. 62).
#PraCegoVer : esta imagem apresenta um exemplo de topologia em barramento,
no qual computadores estão conectados a um mesmo meio de transmissão.
Temos, na ordem da direita para a esquerda, “impressora”, “estação”, “estação”,
“estação” e “impressora”.
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Na topologia em estrela , temos a interligação das estações por meio de um
elemento centralizador. Nesse caso, todas as informações devem passar por
esse elemento para que possam chegar ao destino. Considerando essas
informações, vamos analisar a �gura a seguir:
Figura 1.4 - Topologia em anel
Fonte: Moraes (2020, p. 62).
#PraCegoVer : a imagem apresenta quatro computadores e um servidor
conectados de tal forma que cada elemento está interligado a dois outros
elementos, formando um círculo.
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Figura 1.5 - Topologia em estrela
Fonte: Kurose; Ross (2010, p. 344).
#PraCegoVer : esta imagem apresenta três computadores e um roteador, todos
conectados a um hub que atua como elemento central.
Existe, ainda, a topologia em malha (ou mesh ), em que as estações se
interligam entre si, ponto a ponto.
Continuando nossos estudos sobre o tema, no próximo subtópico,
abordaremos a estrutura do sistema telefônico.
Estrutura do Sistema Telefônico
Em um sistema telefônico, o principal elemento presente é a estação de
comutação ou central telefônica, na qual estão conectados os usuários
conhecidos como assinantes por meio de pares de �os condutores ligados a
seus aparelhos telefônicos. Esse tipo de central telefônica é conhecido como
central local , que faz parte da rede de acesso do sistema telefônico.
As centrais locais realizam a sinalização acústica para os assinantes, como
tons que são utilizados para sinalizar que a linha está disponível para realizar
chamadas; tons de alerta para sinalizar que uma chamada está sendo
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recebida; tons de indicação de insucesso no estabelecimento da ligação,
como sinal de ocupado, congestionamento etc. As centrais locais também
recebem dos assinantes os dígitos selecionados por meio do aparelho
telefônico para determinar o assinante de destino da ligação telefônica.
Entretanto, o alcance de uma central local é limitado, sendo necessária a
distribuição de centrais locais em diferentes regiões geográ�cas e
estabelecendo uma conectividade que permita a comunicação entre elas.
Para isso, são utilizadas as centrais conhecidas como tandem (ou trânsito),
que fazem parte da chamada rede de entroncamento. Este nome se deve ao
fato de que a comunicação entre duas centrais telefônicas é feita através de
circuitos conhecidos como troncos.
As centrais tandem da rede de entroncamento se comunicam com outras
centrais por meio de protocolos de sinalização, que indicam o
estabelecimento de uma ligação, a seleção da estação de destino e o canal
de transmissão que será utilizado para essa comunicação. A numeração
utilizada para realizar o encaminhamento da ligação de uma estação de
comutação para outra faz parte do plano de numeração da rede telefônica e
pode variar de país para país.
Segundo Tanenbaum e Wetherall (2011), pode-se dizer que o sistema
telefônico é composto, então, por três elementos:
Sistema Telefônico
Na rede de entroncamento, são utilizados sistemas de transmissão para
realizar as comunicações por meio de troncos, podendo ser através de meios
guiados (cabeamento) ou não guiados (ar), constituindo a chamada rede de
transmissão ou rede de transporte.
No subtópico a seguir, trataremos da hierarquia de interligação desses
elementos citados de um sistema telefônico nas redes de telecomunicações.
Hierarquia das Redes de Telefonia
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As redes de telecomunicações podem ser dispostas de forma hierárquica,
alinhada com o plano de numeração que é utilizado para o encaminhamento
de uma ligação telefônica. Tanenbaum e Wetherall (2011) citam que, para
esse encaminhamento, podem ser utilizadas centrais telefônicas com
funções especializadas, principalmente para chamadas de longa distância. A
respeito disso, vamos analisar a �gura a seguir:
Figura 1.6 - Circuito para uma chamada de longa distância
Fonte: Tanenbaum; Wetherall (2011, p. 88).
#PraCegoVer : esta imagem representa os elementos envolvidos em uma
chamada de longa distânciaentre dois assinantes, contendo do começo ao �nal
a seguinte ordem: “telefone” conectado à “Estação Final” por um “Circuito
terminal”; “Estação �nal” conectada à “Estação Interurbana” pelo “Tronco de
conexão interurbana”; “Estação interurbana" conectada à “Estação de comutação
intermediária” por “troncos entre estações com largura de banda muito alta”;
“Estação de comutação intermediária” conectada à “Estação interurbana"  por
“troncos entre estações com largura de banda muito alta; “Estação interurbana”
conectada à “Estação �nal” por um “tronco de conexão interurbana” e a “estação
�nal” conectada a um telefone por um “circuito �nal”.
Observamos que o elemento principal das redes telefônicas é a central
telefônica (estação de comutação), que pode ser classi�cada, de acordo com
alencar (2011), da seguinte forma:
central local: estão ligados os assinantes e se faz a
comutação local. A interligação entre centrais locais é feita em
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Para somar ainda mais conhecimento ao campo de estudos que estamos
nos debruçando aqui, vamos analisar a �gura a seguir, que trata da
distribuição de estrutura topológica de uma rede telefônica, composta pelas
centrais telefônicas:
uma rede com topologia de malha, constituindo um sistema
local, que pode ser de�nido através de um código do plano de
numeração, conhecido como código de área local;
central tandem local: realiza a ligação entre centrais locais
através de uma topologia em estrela
central Tandem Interurbana (IU): faz a interligação entre
centrais interurbanas;
central Trânsito Interurbana (IU): faz a interligação entre dois
ou mais sistemas locais, inclusive por intermédio de uma
central tandem local.
central trânsito internacional: faz a interligação entre países.
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Figura 1.7 - Estrutura topológica da rede telefônica
Fonte: Alencar (2011, p. 96).
#PraCegoVer : esta imagem representa uma estrutura de topologia telefônica,
envolvendo os terminais de assinantes, as centrais locais interligadas a uma
central tandem local que se comunica com a central trânsito para uma
interligação com outros sistemas locais.
Para facilitar a interligação de assinantes às centrais telefônicas, pode-se
fazer uso de concentradores, os quais são muito utilizados nas redes de
acesso, em especial, nas regiões remotas, e realizam a interligação de vários
assinantes com uma central telefônica.
A seguir, continuaremos desenvolvendo os estudos falando sobre a
classi�cação das redes de dados, conforme sua abrangência de alcance.
Abrangência das Redes Digitais
Uma rede digital ou rede de dados pode ter diferentes níveis de abrangência,
conforme a distância a ser alcançada para a interconexão entre estações
terminais, conhecidas como hosts. Tanenbaum e Wetherall (2011)
especi�cam quatro tipos de abrangência: PAN, LAN, MAN e WAN.
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Uma rede PAN (Personal Area Network), também conhecida como rede
pessoal, apresenta curto alcance, permitindo a conexão de dispositivo por
meio de protocolos de comunicação, como bluetooth .
Uma rede LAN (Local Area Network) é uma rede local. Você consegue
identi�car situações reais em que esse procedimento pode ser aplicado?
Essa rede é utilizada em residências ou prédios, seja por meio da
conectividade com �os ou sem �os.
Uma rede MAN (Metropolitan Area Network) é uma rede metropolitana que
tem a abrangência de uma cidade. E, por �m, uma rede WAN (Wide Area
Network) é uma rede de longa distância, alcançando, por exemplo, outro país
ou continente, como é o caso da internet (TANENBAUM; WETHERALL, 2011).
Para facilitar a classi�cação dessas redes, Tanenbaum e Wetherall (2011)
apresentam a seguinte tabela:
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No tópico a seguir, falaremos sobre a transmissão de dados, utilizada,
principalmente, para o transporte das informações trocadas entre os
elementos terminais dentro de uma rede.
Figura 1.8 - Classi�cação dos processadores (hosts) interconectados por
escala
Fonte: Tanenbaum; Wetherall (2011, p. 11).
#PraCegoVer : a �gura representa o alcance de uma rede em função da distância
em metros. Ela é dividida em três colunas e oito linhas. Seguindo as colunas, da
esquerda para a direita, temos, na primeira linha, os itens “Distância do
interprocessador”, “Processadores localizados no mesmo” e “Exemplo”. Na
segunda linha, temos “1 m”, “metro quadrado” e “Área Pessoa”. Na terceira linha,
temos “10 m”, “Cômodo” e “Rede Local”. Na quarta linha, temos “100 m”, “Prédio”
e “Rede Local”. Na quinta linha, temos “1 km”, “Campus” e “Rede Local”. Na sexta
linha, temos “10 km”, “Cidade” e “Rede Metropolitana”. Na sexta linha, temos “100
km”, “País” e “Rede a longas distâncias”. Na sétima linha, temos “1.000 km”,
“Continente” e “Rede a Longas Distâncias”. Na oitava e última linha, temos
“10.000 km”, “Planeta” e “Internet”.
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Conhecimento
Teste seus Conhecimentos
(Atividade não pontuada)
A internet veio como uma evolução da ARPANET, sendo considerada uma
rede global e muito utilizada por pessoas, empresas, organizações para os
mais diversos propósitos. Revolucionou o mundo das comunicações,
promovendo meios que permitem de forma instantânea a troca de
informações, agilizando os processos de negócios nas empresas. Com base
no texto apresentado, assinale a alternativa que apresenta o tipo de rede o
qual a internet pode ser classi�cada:
a) PAN.
b) LAN.
c) MAN.
d) WAN.
e) WLAN.
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Caro(a) estudante, você concorda que a comunicação de dados nas redes de
telecomunicações e digitais depende do meio de transmissão, parte
integrante da camada física do modelo OSI, para que esse meio possa
transportar informações desde o emissor até o receptor?
Uma rede de transmissão pode ser construída com base na distância,
obstáculos, capacidade necessária e qualidade do serviço, para atender à
efetividade da comunicação através de meios de transmissão adequados. A
�gura a seguir nos ajudará a entender melhor esse conceito:
Transmissão de
Dados
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Figura 1.9 - Meios de transmissão
Fonte: Forouzan; Mosharraf (2013, p. 583).
#PraCegoVer : esta imagem apresenta a representação de um meio de
transmissão, que pode ser um cabo ou ar, para interligar a camada física de
comunicação de um emissor ao receptor. A representação começa no emissor, a
camada física, passa pelo meio de transmissão, cabo ou ar, e segue para outra
camada física, o receptor.
Os meios de transmissão de uma rede podem ser do tipo guiados (uso de
cabos) ou não guiados (ar). No caso da adoção de cabos na rede de
transmissão no interior de um prédio, são adotados padrões de cabeamento
estruturado, que trazem uma organização na infraestrutura de conexões com
equipamentos de telecomunicações e dados. Em transmissões de longa
distância, deve-se otimizar o meio de transmissão, sendo que técnicas de
multiplexação podem ser utilizadas para tal propósito.
No próximo tópico, falaremos sobre os principais meios de transmissão,
noções de cabeamento estruturado e técnicas de multiplexação, utilizados
em uma rede de transmissão de dados.
Meios de TransmissãoGuiados
Os meios de transmissão guiados são aqueles que fornecem um canal para a
condução do sinal de um dispositivo a outro (FOROUZAN; MOSHARRAF,
2013). Dentre os meios guiados, destacam-se o cabo par trançado, cabo
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coaxial e cabo de �bra óptica, sendo que o sinal é direcionado e con�nado
pelos seus limites físicos.
Cabo de par trançado
O cabo de par trançado é um meio guiado constituído por um ou mais pares
de �os condutores (na maioria dos casos, de material cobre), que �cam
dispostos de forma entrelaçada e protegida por um revestimento plástico.
O entrelaçamento dos �os traz um equilíbrio que reduz a interferência (ruído)
e a diafonia (interferência cruzada) aos sinais elétricos transportados. Os
cabos de par trançado podem ser do tipo sem blindagem (UTP – Unshielded
Twisted-Pair) ou com blindagem (STP – Shielded Twisted Pair). No caso do
cabo STP, há a presença de uma capa metálica, melhorando a qualidade do
cabo em relação à interferência e à diafonia, porém sendo mais volumoso e
mais caro. Outra característica desse tipo de cabo é a bitola do �o utilizada, a
qual in�uencia na atenuação do sinal transmitido em relação à distância.
SAIBA MAIS
Os cabos de par trançado são muito utilizados
nas redes de computadores, devido ao avanço
das redes do tipo Ethernet, padrão adotado
principalmente nas redes locais. Porém, há uma
variedade de categorias para esse tipo de
cabeamento, principalmente em relação à
velocidade atingida, como apresentado no link a
seguir, para uma de�nição mais adequada em
relação aos equipamentos utilizados:
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Normalmente, o cabo de par trançado é utilizado em linhas telefônicas para
os canais de voz e dados e no cabeamento de redes locais, do tipo Ethernet,
Fast Ethernet e Gigabit Ethernet.
Cabo coaxial
Os cabos coaxiais transportam sinais elétricos com faixa de frequência
maiores que as suportadas pelo cabo de par trançado, apresentando um �o
condutor interno atuando como núcleo, envolvido por um isolamento e
recoberto por uma malha metálica que funciona como condutor externo.
Essa malha, por sua vez, é envolvida por um outro isolamento e um
revestimento plástico. A desvantagem do cabo coaxial em relação ao par
trançado é o desempenho, pois apresenta atenuação muito maior.
Antigamente, o cabo coaxial era utilizado em redes telefônicas analógicas e
redes de computadores, porém foi substituído pelas tecnologias de par
trançado e �bra óptica. Atualmente, os cabos coaxiais estão sendo utilizados
em redes de TV a cabo, nas bordas da rede próximas às instalações dos
consumidores.
Cabo de Fibra Óptica
O cabo de �bra óptica transporta sinais luminosos em vez de elétricos, como
os realizados pelo cabo de par trançado e cabo coaxial. É composto de um
núcleo de vidro ou plástico capaz de transmitir sinais de luz do emissor ao
receptor, com base nos fenômenos de refração e re�exão.
Saiba mais sobre o assunto, acessando o link
disponível em:
https://www.o�cinadanet.com.br/internet/28404-
diferencas-entre-cabos-ethernet-cat5e-cat6-cat7-
e-cat8
https://www.oficinadanet.com.br/internet/28404-diferencas-entre-cabos-ethernet-cat5e-cat6-cat7-e-cat8
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Em relação ao cabo de par trançado e cabo coaxial, o cabo de �bra óptica
apresenta atenuação bem menor, permitindo maiores alcances. Suporta
grande largura de banda, por isso é utilizado em redes de backbones para
transmissão de dados, bem como pode ser encontrado em redes de TV e
redes locais.
Meios de Transmissão Não Guiados
Os meios de transmissão não guiados são utilizados no transporte de
informações através de ondas eletromagnéticas, sem a necessidade de
condutores físicos, como os dos meios guiados, sendo também conhecidos
como comunicação sem �os ou comunicação wireless (FOROUZAN;
MOSHARRAF, 2013).
São utilizadas frequências de onda de rádio tendo o ar como meio de
transmissão. Caro(a) estudante, a faixa de frequências (ou espectro de
frequências) está representada na �gura a seguir:
Figura 1.10 - Espectro eletromagnético usado na comunicação sem �os
Fonte: Forouzan; Mosharraf (2013, p. 588).
#PraCegoVer : esta imagem apresenta um bloco de frequências dividido em três
partes: a primeira representando a faixa de frequências entre 3 kHz e 300 GHz
das ondas de rádio e micro-ondas, a segunda representando a faixa entre 300
GHz e 400 THz pertencente ao espectro do infravermelho, e a terceira
representando a faixa entre 400 THz e 900 THz pertencente à faixa da luz visível.
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A comunicação de dados através de meios não guiados utiliza uma técnica
conhecida como modulação , em que o sinal de informação é modulado com
outro sinal de frequência diferente, denominado portadora. É esta portadora
que determina a frequência do sinal a ser transmitido.
Segundo Forouzan e Mosharraf (2013), a transmissão sem �os pode ser
dividida em três grandes grupos: ondas de rádio, micro-ondas e ondas
infravermelhas.
Ondas de Rádio
As ondas de rádio são ondas eletromagnéticas com frequências variando
entre 3 kHz e 1 GHz, sendo em sua maior parte omnidirecionais, ou seja, que
se propagam em todas as direções. Isso signi�ca que as antenas de
transmissão e recepção não precisam estar alinhadas.
As ondas de rádio podem ser transmitidas a longas distâncias, sendo
utilizadas em transmissões por difusão ( broadcast ), como as bandas de
frequências utilizadas para ondas de rádio em aplicações como rádio AM, FM
e TV.
As ondas de rádio podem atravessar paredes, permitindo que edifícios sejam
capazes de receber os sinais transmitidos. Entretanto, isso pode se tornar
uma desvantagem da transmissão, pois impede o isolamento do sinal a um
certo ambiente, seja interno ou externo ao edifício (FOROUZAN; MOSHARRAF,
2013).
Micro-ondas
O sinal de micro-ondas é realizado através de ondas eletromagnéticas de 1 a
300 GHz, sendo estas unidirecionais, ou seja, a antena de transmissão deve
estar alinhada com a antena de recepção. Essa característica é conhecida
como visada direta e traz a necessidade para as torres de antenas serem
altas e estarem visíveis para as outras. Devido à curvatura da Terra ou a
obstáculos, podem ser utilizados repetidores de sinal a �m de atingir
distâncias mais longas.
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Diferente das ondas de rádio, as micro-ondas não são capazes de atravessar
paredes. Em função da unidirecionalidade, são mais utilizadas em telefones
celulares, redes de satélites e redes locais sem �os (FOROUZAN;
MOSHARRAF, 2013).
Ondas infravermelhas
As ondas de infravermelho são transmitidas em frequências de 300 GHz a
400 GHz, para comunicações de curto alcance. Devido à alta faixa de
frequências, não são capazes de atravessar paredes, porém previnem a
interferência de um sistema de comunicação para outro.
Cabeamento estruturado
O cabeamento estruturado é um sistema que envolve cabos e componentes
de conexão, cujo projeto objetiva atender às áreas de trabalho para que
qualquer serviço de telecomunicações e TI possa ser utilizado dentro de um
edifício (MARIN, 2014). Isso envolve também as conexões que devem ser
feitas com os equipamentos de dados e telefonia, conexões externas, painéis
de distribuição, que permitam um fácil e rápido remanejamento.
A norma brasileira de cabeamento estruturado é a NBR 14565, baseada na
norma internacional ISO/IEC 11801 e ISO/IEC 24764, que especi�ca um
cabeamentoestruturado para um edifício ou conjunto de edifícios em um
campus e para datacenters e contempla cabeamento em cobre (cabos
metálicos) e �bras ópticas (cabos ópticos). Os seguintes elementos são
especi�cados por esta norma (MARIN, 2014): distribuidor de campus (CD),
backbone de campus , distribuidor de edifício (BD), backbone de edifício,
distribuidor de piso (FD), cabeamento horizontal, ponto de consolidação (CP),
cabo de ponto de consolidação, tomada de telecomunicações multiusuário
(MUTO) e tomada de telecomunicações (TO).
Tendo em vista a relevância da distribuição lógica desses elementos,
veri�que a �gura a seguir, para somar ainda mais conhecimento ao campo de
estudos que estamos nos debruçando aqui:
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Figura 1.11 - Topologia de cabeamento estruturado em edifícios comerciais
Fonte: Marin (2014, p. 13).
#PraCegoVer : esta imagem apresenta um diagrama contendo o distribuidor de
campus conectado ao distribuidor do edifício através de um subsistema de
cabeamento de backbone do campus. O distribuidor do edifício está conectado
ao distribuidor de piso através do cabeamento de backbone do edifício. O
distribuidor de piso está conectado ao ponto de consolidação através do
subsistema de cabeamento horizontal. O ponto de consolidação, por sua vez,
está conectado à tomada de telecomunicações e ao equipamento terminal.
O subsistema de cabeamento horizontal trata do cabeamento que conecta
um distribuidor do piso/pavimento às tomadas da área do usuário (ou área de
trabalho), enquanto o subsistema de cabeamento de backbone (ou
cabeamento vertical) interconecta as salas de telecomunicações, salas de
equipamentos e infraestrutura de entrada do edifício (MARIN, 2014).
Multiplexação
Para a transmissão de sinais através da rede de telecomunicações, podem
ser necessários vários canais para o transporte das informações, o que pode
acarretar um custo muito alto em termos de meios de transmissão. Tendo em
vista que nem todos os canais de transmissão estão sendo utilizados
simultaneamente, pode-se fazer uso da técnica de multiplexação.
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Caro(a) estudante, a multiplexação digital consiste na transmissão de
informação de várias fontes compartilhando o meio de transmissão,
atribuindo uma característica distinta a cada uma e otimizando seus meios
utilizados. Na �gura a seguir, é apresentado este conceito, em que N-canais
serão transmitidos por meio de um dispositivo multiplexador (também
conhecido como mux ou multiplex), compartilhando o meio de transmissão.
No outro lado, temos o processo inverso, em que as informações
provenientes pelo meio de transmissão são separadas para cada canal
receptor, através do dispositivo demultiplexador (demux ou demultiplex).
O processo de multiplexação pode ser feito de forma analógica ou digital,
como veremos no subtópico a seguir, em que serão apresentadas algumas
técnicas conhecidas.
Figura 1.12 - Conceitos de multiplexação
Fonte: Alencar (2011, p. 81).
#PraCegoVer : esta imagem apresenta o diagrama de um multiplex, em que
vários canais de entrada são mapeados para um meio de transmissão. Também
é mostrado um demultiplex, em que um meio de transmissão é mapeado para
vários canais de saída. A imagem mostra um esquema com três itens, sendo o
central “meio de transmissão”, o item “multiplex” e seus subitens “Canal 1”, “Canal
2” e “Canal N”, conectados à esquerda, e o item “demultiplex” e seus subitens
“Canal 1”, “Canal 2” e “Canal N”, conectados à direita.
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Tipos de Multiplexação
Existem basicamente as seguintes técnicas de multiplexação utilizadas nas
redes de telecomunicações:
Técnicas de multiplexação
Dentre as técnicas de multiplexação, a que ainda se encontra em uso é a
multiplexação por divisão no tempo (TDM), a qual pode ser utilizada de forma
hierárquica para obtenção de grande quantidade de canais a serem
transmitidos por um meio de transmissão.
Multiplexação TDM
Nesta multiplexação, a taxa de transmissão é multiplicada pela quantidade de
canais que são multiplexados. Na �gura a seguir, temos a representação de
como funciona a multiplexação TDM, em que cada canal terá uma amostra
do seu sinal enviada ao sistema de transmissão por um intervalo de tempo
Multiplexação por divisão em frequência (FDM - Frequency
Division Multiplexing):
Multiplexação por divisão em tempo (TDM - Time Division
Multiplexing):
Multiplexação por divisão em código (CDM - Code Division
Multiplexing):
tecnologia de multiplexação analógica que dominou as telecomunicações até
o �nal da década de 1980, se baseia na transmissão de cada canal modulado
(modulação SSB - Single Side Band) e distribuído ao longo de um espectro de
frequências disponíveis;
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(janela), devendo haver, então, uma sincronização entre transmissão e
recepção. Esses intervalos de tempo são conhecidos como time slots .
Analise a �gura a seguir, para melhor entendimento do conceito:
Figura 1.13 - Transmissão de N canais telefônicos
Fonte: Alencar (2011, p. 84).
#PraCegoVer : nesta imagem, é apresentado o diagrama em blocos de um
sistema de transmissão com multiplexação TDM, tendo vários blocos à esquerda,
representando �ltros para os canais de transmissão. Esses �ltros estão ligados a
um bloco do sistema de transmissão através de uma chave seletora. O sistema
de transmissão está ligado através de uma chave seletora a blocos de �ltros no
lado direito que representam o lado de recepção. A chave seletora no lado de
transmissão apresenta uma sincronização com a chave seletora do lado de
recepção.
Durante o processo de transmissão, ocorre a �ltragem dos canais para a
limitação da banda passante, sendo que uma amostra do sinal analógico é
coletada canal a canal pela ação do comutador eletrônico (chave rotativa).
Na recepção do sinal multiplexado proveniente do meio de transmissão,
ocorre o processo inverso na demultiplexação, em que o sinal digital é
convertido para analógico e o comutador faz a distribuição de cada amostra
aos canais destinados, tendo em vista o tempo e a sequência de cada
amostra recebida de forma sincronizada com a transmissão. Alguns padrões
foram criados em função da multiplexação TDM, como é o caso da interface
E1, que segue uma multiplexação de 30 canais do tipo PCM, obtendo uma
taxa de transmissão 2.048 kbits/s .
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A multiplexação é um conceito importante para os sistemas de transmissão,
e nela são aplicados conceitos de hierarquização digital para a obtenção de
quantidade de canais multiplexados cada vez maior. No próximo tópico, serão
apresentados os principais conceitos de comutação de dados.
REFLITA
A transmissão de um sinal multiplexado TDM
pode ser realizado com o envio de sinais digitais
por meios de transmissão guiados. Você sabia
que este sinal também pode ser enviado por
meios não guiados? Segundo Medeiros (2016),
pode-se fazer o uso da tecnologia de MUX digital
via rádio, em que o sinal digital do processo de
multiplexação TDM é enviado de forma
modulada por radiofrequência.
Fonte: Medeiros (2016, p. 248).
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Caro(a) estudante, a comutação de dados e voz é utilizada em redes de
telecomunicações e digitais para que haja otimização dos meios de
transmissão utilizadospara as comunicações? Pense nisso. A comutação
permite criar sob demanda um caminho entre o canal de comunicação
utilizado pelo transmissor e o canal do lado receptor, otimizando o uso do
sistema de transmissão. Neste tópico, veremos as principais técnicas de
comutação utilizadas, a comutação de circuitos e comutação de pacotes.
Comutação
Para que dois pontos possam estabelecer uma comunicação, é necessário
estabelecer um canal de comunicação para que possa ser feita a interligação
física ou lógica através de um meio de transmissão. Entretanto, com muitos
pontos, a quantidade de interligações pode ser grande.
Para que a quantidade de interligações através de meios de transmissão
possa ser viável, é necessário adotar um padrão de topologia de rede em
estrela, inserindo um elemento central que possa ser o responsável pelo
estabelecimento da conexão entre os canais de comunicação (comutação).
Em uma rede de telefonia, a função desse elemento central que estabelece
tais conexões é feita pela central de comutação ou central telefônica .
A partir da solicitação de um assinante, uma chamada é estabelecida para a
central telefônica, que, por sua vez, comuta seus recursos para interligar um
Comutação de
Dados
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caminho que leve a uma conexão com o assinante destinado. Assim, os
meios de transmissão são implementados na interligação dos assinantes
com as centrais telefônicas, bem como entre diferentes centrais, criando uma
rede de telefonia, em que os caminhos entre um assinante de origem e um
assinante de destino são construídos através da comutação.
Em uma rede de computadores, também é realizado o processo de
comutação, para estabelecer o encaminhamento das informações de um
ponto de origem até um ponto de destino. Essa função é feita por meio de
elementos de rede, como comutadores ( switches ) e roteadores .
Duas técnicas de comutação são mais utilizadas em redes de telefonia e
dados: comutação de circuitos e comutação de pacotes.
Comutação de Circuitos
Segundo Colcher et al . (2005), a comutação de circuitos estabelece um
caminho dedicado durante todo o período da comunicação entre duas
estações. Esse tipo de comutação envolve três fases:
Fases da Comutação de Circuitos
1. Estabelecimento do circuito: antes de efetivar a comunicação entre a
estação de origem com a estação de destino, um circuito �m a �m deve
ser estabelecido. Isto implica que rotas em cada enlace serão alocados
e permanecerão dedicados até o �m da comunicação.
2. Transferência de informação: tendo sido estabelecida a conexão com os
circuitos alocados e reservados, as informações são transmitidas e
recebidas pelas estações envolvidas.
3. Desconexão do circuito: assim que uma das estações �nalizar a
comunicação, os circuitos alocados serão liberados, permitindo que
possam ser utilizados em novas comunicações.
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Na �gura a seguir, caro(a) estudante, temos o exemplo de comutação de
circuitos efetivado por nós de comutação (centrais telefônicas A, B, C e D)
para a realização de uma chamada. Veja a �gura:
Figura 1.14 - Eventos na comutação de circuitos
Fonte: Tanenbaum; Wetherall (2011, p. 102).
#PraCegoVer : esta imagem apresenta quatro nós de comutação de circuitos: A,
B, C e D. O nó A está à esquerda, tendo à direita e em sequência os nós B, C e D. É
mostrado um �uxo de cima para baixo em que é feita a ocupação de circuito
entre A e B, depois entre B e C, e, na sequência, entre C e D. Mais abaixo, uma
mensagem é enviada do nó D em direção ao nó A, indicando que a ligação foi
aceita no destino, depois segue uma troca de dados entre os nós A e D, passando
pelos nós B e C. O circuito conectando os nós A e B é chamado tronco AB, o
circuito conectando os nós B e C é chamado tronco BC e o circuito conectando
os nós C e D é denominado tronco CD.
Quando a central A recebe uma sinalização de início de chamada, com base
na numeração recebida, encontra uma rota para a central B, alocando o
circuito e encaminhando as informações para esta, até que chegue à central
D, a qual está conectada ao assinante destinatário. Assim que este assinante
aceita a chamada, os circuitos alocados entre as centrais A, B, C e D
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(representados pelos troncos AB, BC e CD) serão utilizados para a
comunicação, trocando os dados entre os assinantes de origem e destino.
Na comutação de circuitos, os recursos utilizados para o estabelecimento da
conexão permanecem alocados do início ao �m na comunicação, não criando
disputa por recursos. Esse tipo de comutação é muito presente nas centrais
de comutação nas redes de telefonia �xa e centrais privadas (PABX).
Comutação de Pacotes
A comutação de pacotes consiste no encaminhamento de dados
encapsulados em unidades com tamanho limitado denominadas pacotes.
Diferente da comutação de circuitos, na comutação de pacotes não há a
necessidade de estabelecer e alocar um caminho dedicado, que será utilizado
do início ao �m na comunicação. Cada pacote apresenta uma identi�cação
do endereço da estação destinatária, em que o elemento comutador irá
encaminhar por uma rota que seja apropriada.
A técnica utilizada nesse tipo de comutação também é conhecida como
store-and-forward para mensagens. Cada pacote é transmitido ao longo dos
nós da rede, sendo que em cada nó são armazenados e retransmitidos
sucessivamente. Não há a necessidade de seguir sempre a mesma rota para
os pacotes que têm um mesmo destino, desde que essa rota alcance a
estação correta. Na �gura a seguir, temos a representação do �uxo de uma
transmissão utilizando comutação de pacotes:
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Observe que os elementos de comutação (A, B, C e D) enviam os dados por
meio de pacotes, sendo armazenados, processados e retransmitidos, o que
pode provocar atrasos na sua transmissão. Isso é uma característica das
redes de computadores, em que a con�abilidade dos dados tem prioridade
em relação ao tempo de transmissão, diferente da voz, a qual requer o
processamento em tempo real.
Comutação de Circuitos X Comutação
de Pacotes
Caro(a) estudante, �nalizamos nossos estudos com este tópico. Você sabia
que a comutação de circuitos e a comutação de pacotes apresentam
Figura 1.15 - Eventos na comutação de pacotes
Fonte: Tanenbaum; Wetherall (2011, p. 102).
#PraCegoVer : esta imagem apresenta o �uxograma de comunicação em quatro
nós de comutação, A, B, C e D, em que três pacotes de dados são enviados da
esquerda para a direita, do nó A (à esquerda) até o nó D (à direita), passando
pelos nós B e C, que estão entre os nós A e D.
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diferenças nas técnicas utilizadas para a transmissão de dados, com
vantagens e desvantagens?
Para entendermos melhor, na �gura a seguir, temos: (a) um cenário que
apresenta uma comutação de circuitos efetivada em uma rede de telefonia
através das centrais telefônicas para a realização de uma chamada entre
assinantes; e (b) um cenário de uma transmissão de dados entre
computadores utilizando a comutação de pacotes, em que switches e
roteadores realizam o encaminhamento dos pacotes de dados da
comunicação.
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Figura 1.16 - a) Comutação de circuitos e b) Comutação de pacotes
Fonte: Tanenbaum; Wetherall (2011, p. 101).
#PraCegoVer : estaimagem apresenta um diagrama em blocos de uma rede de
comutação de circuitos, no qual temos, à esquerda, um aparelho telefônico
representando um assinante de origem conectado a um bloco representando
uma central de comutação de circuitos, com três entradas à esquerda e três
saídas à direita. Uma dessas entradas está ligada a uma das saídas, a qual está
conectada a uma entrada de outro bloco, representando outra central de
comutação. Essa entrada está ligada a uma saída desse bloco, no seu lado
direito, que, por sua vez, está ligada à entrada de outro bloco, representando outra
central de comutação. Neste último, essa entrada está ligada a uma saída, que
está ligada a um aparelho telefônico, representando o assinante de destino. Outra
imagem presente é a de um computador à esquerda ligado a um bloco,
representando uma estação de comutação de pacotes. Esta estação está ligada,
à sua direita, a outros dois blocos separados, cada um representando outra
estação de comutação de pacotes. Essas duas estações estão ligadas a outros
dois blocos, que também são estações de comutação de pacotes, formando um
cruzamento de ligações entre elas. Por �m, esses dois últimos blocos estão
ligados a um mesmo bloco, à sua direita, que também representa uma estação
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de comutação de circuitos e este, por �m, está ligado a um computador
destinatário.
Podemos observar que, na comutação de circuitos, os recursos alocados
para uma comunicação não poderão ser utilizados para outras transmissões,
até que esta seja �nalizada. Isso garante a boa qualidade do serviço, pois a
largura de banda para os canais utilizados na comunicação permanece
constante durante toda a transmissão. No caso da comutação de pacotes, os
recursos utilizados podem ser compartilhados entre diferentes
comunicações simultâneas, podendo até seguir caminhos diferentes para um
mesmo destino, porém a largura de banda pode variar conforme o tráfego
demandado nos elementos de comutação, sendo necessárias arquiteturas de
qualidade de serviço, como DiffServ. Na tabela a seguir, para entendermos
melhor, temos um comparativo entre os dois tipos de comutação:
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Item
Comutação de
Circuitos
Comutação de
Pacotes
Con�guração de
chamadas
Obrigatória Não Necessária
Caminho físico
dedicado
Sim Não
Cada pacote segue a
mesma rota
Sim Não
Os pacotes chegam
em ordem
Sim Não
A falha de um switch é
fatal
Sim Não
Largura de banda
disponível
Fixa Dinâmica
Momento de possível
congestionamento
Durante a
con�guração
Em todos os pacotes
Largura de banda
potencialmente
desperdiçada
Sim Não
Transmissão store-
and-forward
Não Sim
Tarifação Por minuto Por pacote
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Tabela 1.1 - Comparação entre redes de comutação de circuitos e redes de
comutação de pacotes
Fonte: Tanenbaum; Wetherall (2011, p. 103).
#PraCegoVer : esta tabela apresenta uma comparação entre a
comutação de pacotes e a comutação de circuitos. A tabela apresenta
três colunas e 11 linhas. Na primeira linha, temos “item”, “comutação de
circuitos” e “comutação de pacotes”. Na segunda linha, temos
“con�guração de chamadas”, “obrigatória” e “não necessária”. Na terceira
linha, temos “caminho físico dedicado”, “sim” e “não”. Na quarta linha,
temos “Cada pacote segue a mesma rota”, “sim” e “não”. Na quinta linha,
temos “os pacotes chegam em ordem”, “sim” e “não”. Na sexta linha,
temos “A falha de um switch é fatal”, “sim” e “não”. Na sétima linha,
temos “largura de banda disponível”, “�xa” e “dinâmica”. Na oitava linha,
temos “momento de possível congestionamento”, “durante a
con�guração” e “em todos os pacotes”. Na nona linha, temos “largura de
banda potencialmente desperdiçada”, “sim” e “não”. Na décima linha,
temos “transmissão store-and-forward ”, “não” e “sim”. Na décima
primeira e última linha, temos “taifação”, “por minuto” e “por pacote”.
Tendo em vista o crescimento da transmissão de dados e a evolução da
tecnologia de voz sobre IP, a comutação de pacotes tem sido cada vez mais
adotada para as telecomunicações e redes digitais, procurando evoluir na
qualidade de serviço similar ao obtido pela comutação de circuitos para
tráfegos de voz.
atividade
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Atividade
Os multiplexadores permitem otimizar o meio de transmissão por meio do
envio de informações de vários canais de transmissão de forma
compartilhada. Na multiplexação por divisão de tempo, conhecida como
TDM, é possível a adoção de hierarquias digitais para possibilitar muitos
canais multiplexados.
Comando da atividade prática: considerando que um multiplexador TDM
tem 30 canais de entrada e cada canal tem uma codi�cação de 8 bits , com
8.000 amostras por segundo, calcule a taxa do sinal multiplexado para a
transmissão.
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Material
Complementar
L I V R O
Impérios da Comunicação: do telefone
à internet, da AT&T ao Google
Editora: Zahar
Autor: Tim Wu
ISBN: 978-8537808894
Comentário: Este livro apresenta a evolução da indústria
da comunicação no século XX, retratando as inovações da
telefonia, rádio, cinema, televisão e internet, bem como as
estratégias adotadas por grandes corporações. Uma
interessante leitura para re�etir sobre o futuro das
comunicações.
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W E B
Meios de transmissão (Par trançado,
Cabo coaxial, Fibra ótica, Radiodifusão)
- Redes de Computadores
Ano: 2016
Comentário: A estrutura constitutiva dos meios de
transmissão varia em relação ao material utilizado,
implicando características distintas, como velocidade e
alcance. Este vídeo apresenta os conceitos dos principais
meios de transmissão, complementando com imagens que
ajudarão a entender como esses recursos são
implementados e utilizados.
Para conhecer mais, acesse o vídeo disponível em:
ACESSAR
http://www.youtube.com/watch?v=3VTKHpe1nkw
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Conclusão
Caro(a) estudante, �nalizamos nossos estudos. Esperamos que tenha aprendido e
absorvido todo o conteúdo. Ao longo deste texto, foram abordados os principais
conceitos utilizados em uma rede de telecomunicações e dados digitais, sendo a
base para um aprofundamento sobre como são estruturados seus elementos, a
�m de providenciar serviços de comunicação.
Neste material, você teve a oportunidade de conhecer um breve histórico das
telecomunicações e os principais conceitos de telefonia, entender o processo de
digitalização das comunicações e as principais topologias e hierarquias de uma
rede de telecomunicações, estudar os meios de transmissão guiados e não
guiados e aprender sobre os conceitos de multiplexação, comutação de circuitos e
pacotes.
Referências
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NORMAS TÉCNICAS. NBR 14565 :
cabeamento estruturado para edifícios
comerciais e datacenters. Rio de
Janeiro: ABNT, 2013.
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São Paulo: Érica, 2011.
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Érica, 2007.
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COLCHER, S. et al . VOIP : voz sobre IP. Rio de Janeiro: Elsevier, 2005.
FOROUZAN, B. A.; MOSHARRAF, F. Redes de computadores : uma abordagem top-
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JESZENSKY, P. J. E. Sistemas telefônicos . São Paulo: Manole, 2004.
KUROSE, J. F.; ROSS, K. W. Redes de computadores e a internet : uma abordagem
top-down. 5. ed. São Paulo: Addison Wesley, 2010.
MARIN, P. S. Cabeamento estruturado . São Paulo: Érica, 2014.
MEDEIROS, J. C. de O. Princípios de telecomunicações : teoria e prática. 5. ed. São
Paulo: Érica, 2016.
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Canal TI. Disponível em: www.youtube.com/watch?v=3VTKHpe1nkw . Acesso em:
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MORAES, A. F. de. Redes de computadores : fundamentos. 8. ed. São Paulo: Érica,
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RIBEIRO, M. P. Redes de telecomunicações e teleinformática : um exercício
conceitual com ênfase em modelagem. Rio de Janeiro: Interciência, 2012.
TANENBAUM, A. S.; WETHERALL, D. Redes de computadores . 5. ed. São Paulo:
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cabos-ethernet-cat5e-cat6-cat7-e-cat8 . Acesso em: 20 abr. 2021.
http://www.youtube.com/watch?v=3VTKHpe1nkw
https://www.oficinadanet.com.br/internet/28404-diferencas-entre-cabos-ethernet-cat5e-cat6-cat7-e-cat8
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WU, T. Impérios da comunicação : do telefone à internet, da AT&T ao Google. Rio
de Janeiro: Zahar, 2012.
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