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Fundamentos de Redes de Computadores
Professor: Rodrigo da Rosa Righi
Contato: rrrighi@unisinos.br
Aula: 3
Dia/Horário: Quinta-Feira, 19:30 - 22:23
Você lembra da Aula 2?
Desempenho em Redes
Serviço Orientado en Não 
Orientado a Conexão
Modelo de Redeferência ISO/
OSI
Modelo de Referência TCP/IP
Agenda
Estrutura de uma Rede de Telefonia
Multiplexação
TDM (Divisão de Tempo)
FDM (Divisão de Frequência)
Chaveamento
Estrutura da Rede de Telefônia
PSTN (Public Switched Telephone Network)
Redes WAN 
estão envolvidas
Linhas Dial up 
possuem uma 
taxa de 56 kbps
Transmitir a voz humana 
num formato que pode 
ser reconhecido
Seu uso para redes de 
computadores vem num 
segundo momento
Comunicação 
digital
Fibra 
óptica
Estrutura da Rede de Telefônia
Estrutura do Sistema Telefônico
Rede totalmente
interconectada Chaveamento
centralizado 
Hierarquia em
dois níveis
Estrutura da Rede de Telefônia
Começo do Telefone
Bell 
Telephony 
Company
Companhia possuia cabos até as 
casas dos clientes
Alexander Grahan Bell 1876
Para fazer uma chamada, o cliente pega o telefone, 
gera um som de discagem para alertar ao operador 
que conecta manualmente os cabos do agente 
chamador para o agente chamado.
Sistema 
Centralizado
Problema? Como fica o sistema com o crescimento do uso por pessoas e a expansão para diferentes cidades?
Estrutura da Rede de Telefônia
Começo do Telefone
Alternativa ao sistema 
centralizado?
Hierarquia 
em níveis
Tolerância a falhas
Redundância de 
Departamentos de 
Chaveamento
Estrutura da Rede de Telefônia
Organização Típica
Telefone
Loop
Local
Departa-
mento 
Final
Centro de 
Chavea-
mento
Centro de 
Chavea-
mento
Interme-
diários
Centro de 
Chavea-
mento
Departa-
mento 
Final Telefone
Conexões com
o centro de 
chaveamento
Loop
Local
Alta largura de
banda
entre Centros 
de Chaveamento
Conexões com
o centro de 
chaveamento
Local 
Loop
Conecta um assinante a um Departamento Final
1 a 10 km
Bastante dinheiro Cobre
Fornece acesso ao sistema, tipicamente com cabo UTP 3
Estrutura da Rede de Telefônia
Organização Típica
Telefone
Loop
Local
Departa-
mento 
Final
Centro de 
Chavea-
mento
Centro de 
Chavea-
mento
Interme-
diários
Centro de 
Chavea-
mento
Departa-
mento 
Final Telefone
Conexões com
o centro de 
chaveamento
Loop
Local
Alta largura de
banda
entre Centros 
de Chaveamento
Conexões com
o centro de 
chaveamento
Departa-
mentos Finais Assinantes no mesmo 
Departamento Final?
Sim: Chaveamento direto entre dois Local Loops
Não: Cada Departamento possui linhas para um 
ou mais centros de chaveamentoEnd Office
Estrutura da Rede de Telefônia
Organização Típica
Telefone
Loop
Local
Departa-
mento 
Final
Centro de 
Chavea-
mento
Centro de 
Chavea-
mento
Interme-
diários
Centro de 
Chavea-
mento
Departa-
mento 
Final Telefone
Conexões com
o centro de 
chaveamento
Loop
Local
Alta largura de
banda
entre Centros 
de Chaveamento
Conexões com
o centro de 
chaveamento
Centros de 
Chaveamento
Rede de alta velocidade
Uso principalmente de fibra óptica
Sua organização depende da densidade 
de número de telefones em cada país
Toll Office
Estrutura da Rede de Telefônia
Transmissão através do sistema telefônico era analógico, 
com os sinais de voz sendo transmitidos como voltagem 
elétrica da origem até o destino. 
Com o advento das fibras ópticas, equipamentos eletrônicos 
e computadores, todas as conexões telefônicas e 
chaveadores agora são digitais, deixando o Local Loop 
como a última peça de tecnologia analógica no sistema.
Estrutura da Rede de Telefônia
A transmissão digital é preferida uma vez que não é necessária 
a reprodução precisa de uma forma de onda analógica que 
tenha passado por amplificadores ao longo da chamada. 
O fato de corretamente distinguir um bit 0 ou 1 é suficiente. 
Essa propriendade torna a transmissão digital mais confiável 
do que a analógica. Além disso, a digital é mais barata e mais 
fácil de manter.
Estrutura da Rede de Telefônia
Por Dentro do Local Loop nos Estados Unidos
Cada um atende 
10.000 Local Loops
Last Mile Analógico dado o custo do sinal digital a todos os clientes
Reside normalmente na companhia telefônica. Nesse 
momento, ocorre a tradudução para sinal digital 
Transmissão 
de dados
Conexão 
Dial-Up Dados devem ser traduzidos para tráfego no Local Loop
Modem
56 kbps Padrão de modulação
Depura erros Compressão de dados
Departamento 
Final
Local Loop
Estrutura da Rede de Telefônia
Transmissão de dados Dial-Up
Centro de
Chaveamento
Largura de 
banda
mediana 
(Digital, Fibra)
Departamento
Final
Codec
Modem
Computador
Local Loop
(Analógico, 
Par Trançado)
ISP 2 - Internet 
Service Provider
Linha digital
Até 10.000 
Local Loops
Codec
Banco de 
Modens ISP 1
Alta Largura de banda
(Digital, Fibra)
Multiplexação
Técnica que permite partilhar fisicamente um meio 
de comunicação entre diversas conexões 
independentes e simultâneas no mesmo meio.
Companhias telefônicas devem elaborar esque-mas 
de multiplexação de várias conversações sobre uma 
única conexão física. Para isso, existem duas 
categorias básicas.
FDM (Frequency Division Multiplexing) e TDM 
(Time Division Multiplexing)
Multiplexação
Multiplexação por Divisão de Freqüência
Spectrum de 
frequência dividido 
em bandas
Cada usuário tem permissão 
para transmissão em uma 
banda específica
Rádio 
AM e 
FM
Uso sobre fibra óptica
WDM - Wavelength 
Division Multiplexing
Po
tê
nc
ia
λ λ λ λ λ
Po
tê
nc
ia
Po
tê
nc
ia
Po
tê
nc
ia
Po
tê
nc
ia
Spectrum 
da Fibra 1
Spectrum 
da Fibra 2
Spectrum 
da Fibra 3
Spectrum 
da Fibra 4
Spectrum 
da Fibra 
Compartilhada
Multiplexação
Multiplexação por Divisão de Freqüência
Mais antiga Própria de sinais analógicos e de difícil implementação
Multiplexação
Multiplexação por Divisão de Tempo
Usuários possuem 
tempos de atuação
Pode-se usar algoritmo 
Round-Robin
Periodicamente, cada usuário 
tem acesso a todo spectrum por 
um curto período de tempo
Própria de sinais 
digitais
Implementação em 
software ou hardware
Implementação 
simples e fácil
Multiplexação
Canal Lógico 4
Canal Lógico 3
Canal Lógico 2
Canal Lógico 1
Tempo
Fr
eq
üê
nc
ia
FDM
Multiplexação por Divisão de Freqüência
Ca
na
l L
óg
ico
 4
Ca
na
l L
óg
ico
 3
Ca
na
l L
óg
ico
 2
Ca
na
l L
óg
ico
 1
Tempo
Fr
eq
üê
nc
ia
TDM
Multiplexação por Divisão de Tempo
bits/s
HzHz
bits/s
Chaveamento
Camada Física
Chaveamento 
por Circuitos
Chaveamento 
por Pacotes
Chaveamento
Chaveamento por Circuitos
Quando seu computador faz uma chamada telefônica, o equipamento 
de chaveamento dentro do sistema procura um caminho físico para 
atingir o destino.
Retângulos são Departamentos Finais e Centros de Chaveamento
Conexão física (cobre) 
estabelecida quando 
a conexão é feita
Equipamento
de Chaveamento
Chaveamento
Chaveamento por Circuitos
Necessita que uma 
conexão física seja 
estabelecida
Tempo que começa no final da discagem e no começo 
do sinal de telefone - ocupado ou chamando
Caminho dedicado Permanece até a desconexão
Congestionamento Normalmente, não existe essa possibilidade
Chaveamento
Chaveamento por Mensagens
Caminho físico não é 
estabelecido entre o 
transmissor e o receptor
Transmissor envia blocos de 
dados, que são armazenadosnos Centros de 
Chaveamento. 
Ideia de 
telegramas
Cada bloco é recebido 
inteiramente, inspecionado 
contra erros e retransmitido. 
Store-and-Forwward
Chaveamento
Chaveamento por Pacotes
No Chaveamento por 
Mensagems, não há 
limite para o tamanho 
do bloco
Roteadores com longos 
discos e buffers de 
recepção
Chaveamento por 
Pacotes é uma 
melhoria
Tamanho superior para 
tamanho do bloco
Bufferização nos 
roteadores de forma 
eficiente
Chaveamento
Chaveamento por Pacotes
Pacotes enfileirados
para transmissão
subsequente
Computador Computador
Equipamento
de Chaveamento
Redes de computadores usam tipicamente o 
chaveamento por pacotes, ocasionalmente 
chaveamento por circuitos, mas nunca 
chaveamento por mensagens
Chaveamento
Chaveamento por Pacotes
Pacotes podem 
pegar caminhos 
diferentes
Não há a necessidade 
de estabelecimento 
da conexão
É mais tolerante a 
falhas que chavea-
mento por circuitos
Possibilidade de 
congestionamentos
Chaveamento
Item Chaveamento por Circuitos Cheaveamento por Pacotes
Estabelecimento da chamada Requerida Não necessária
Caminho físico dedicado Sim Não
Cada pacote segue a mesma rota Sim Não
Pacotes chegam em ordem Sim Não
Um crash num chaveador é fatal Sim Não
Largura de banda disponível Fixa Dinâmica
Momento de possível congestionamento Conexão Transmissão de pacotes
Largura de banda disperdiçada Sim Não
Transmissão store-and-forward Não Sim
Transparência Sim Não
Cobrança Por minutos Por pacote