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Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores Redes de Banda Larga Prof. José Belo Aragão Júnior, MSc, PMP, CSM Conceitos preliminares de sistemas de processamento de dados Conceitos preliminares • Base numérica : conjunto de elementos básicos par definir valores. • Ex.: Base 10= { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 } Base 2 = { 0,1 }. • Bit (binary digit) : menor quantidade de informação em um sistema de computação, representação numérica Base 2 (valores de 0 ou 1 ). • Byte : conjunto de 8 bits que representa um caractere. • Caractere : conjunto de bits representados em um código. • Ex. : o caractere “A” em código ASCII = 010000012 (65) • Bloco ou Frame : conjunto de caracteres. • Informação : Dados úteis + dados de controle e/ou sincronismo . Códigos • Os computadores, como os humanos, também necessitam uma linguagem comum para se comunicar. • Linguagem : grupo definido de caracteres ou símbolos representativos, combinados segundo regras específicas para haver uma única interpretação. • Caractere : representação codificada de um número, letra ou símbolo. • Número : 0,1,2,3... • Letra: a, b, c ... • Símbolo : >,” , /, ? ... • Códigos binários: combinações de estados lógicos (0 ou 1) para uma quantidade de bits que determina os diferentes caracteres segundo a regra definida em um código. • Regra : lei que interpreta o código. • ASCII – 01000001 = “ A “ (código de 8 bits – 28 = 256 caracteres – Público) • EBCDIC – 11000001 = “ A “ (código de 8 bits – 28 = 256 caracteres – IBM) Transmissão Assíncrona • É aquela iniciada em qualquer intervalo de tempo sem limitação do tamanho da mensagem. • Cada caractere que compõe a mensagem recebe bits adicionais no início (start bit) e no fim (stop bit). Transmissão Síncrona • É aquela em que se pode transmitir um bloco inteiro com adição de bits de controle no início e no fim do bloco como os caracteres STX (start of text) no início do bloco e ETX (End of Text) no final do bloco, além de caracteres especiais de controle de erros BCC (Block Check Control) e de sincronismo de bit (SYN). • Para obter tal sincronismo é necessário sincronizar de forma específica o bit e depois o caractere para finalmente sincronizar o bloco: • Sincronismo de Bit: o bit é definido por uma largura de pulso, que é função do terminal. Na recepção a cadência deve ser recuperada na mesma ordem possibilitando ler os bits corretamente. • Sincronismo de caractere: há necessidade de saber onde começa e termina o caractere dentro de um bloco. Este controle é feito pelo caractere de controle SYN. Ocorre a necessidade de enviar dois ou mais caracteres SYN, para que o Modem fique sincronizado. Transmissão Serial x Paralela SERIAL: • A transmissão SERIAL é aquela em o dispositivo DTE transmissor é capaz de transmitir apenas um bit por vez para o dispositivo DTE receptor. • É o tipo de transmissão mais utilizado. PARALELA: • A transmissão PARALELA é aquela em que o dispositivo transmissor é capaz de enviar os oito bits de um caractere simultaneamente. • Utiliza oito circuitos independentes como canal de transmissão, um para cada bit. Transmissão da Informação • Modos de Operação: • Simplex: transmissão só é possível em um sentido; • Half-duplex: transmissão nos dois sentidos, porém um por vez. • Full-duplex: transmissão nos dois sentidos simultaneamente. Comutação de Circuitos • Na comutação de circuitos é estabelecida uma conexão física entre o DTE de origem e o DTE de destino e apresenta as seguintes características: • Estabelece um caminho físico entre a estação de origem e a estação de destino; • Apresenta retardo de conexão (acesso); • Não há armazenamento intermediário da informação; • Pequeno retardo de transmissão; • Alto consumo de recursos da rede; • Transparência quanto à informação transferida entre a estação de origem e a estação de destino; • A comutação de circuitos é semelhante a uma chamada telefônica onde é criado um canal exclusivo entre o DTE de origem e o DTE de destino. • Fases da comutação de circuitos: • Estabelecimento do circuito: é a alocação da rota entre estações e um canal é alocado de forma dedicada; • Transferência de informação: os dados são transmitidos ou recebidos; • Desconexão: a conexão é encerrada com a desmontagem dos circuitos. Comutação de Circuitos • Na comutação de circuitos é estabelecida uma conexão física entre o DTE de origem e o DTE de destino e apresenta as seguintes características: • Estabelece um caminho físico entre a estação de origem e a estação de destino; • Apresenta retardo de conexão (acesso); • Não há armazenamento intermediário da informação; • Pequeno retardo de transmissão; • Alto consumo de recursos da rede; • Transparência quanto à informação transferida entre a estação de origem e a estação de destino; • A comutação de circuitos é semelhante a uma chamada telefônica onde é criado um canal exclusivo entre o DTE de origem e o DTE de destino. • Fases da comutação de circuitos: • Estabelecimento do circuito: é a alocação da rota entre estações e um canal é alocado de forma dedicada; • Transferência de informação: os dados são transmitidos ou recebidos; • Desconexão: a conexão é encerrada com a desmontagem dos circuitos. Comutação de Circuitos Comutação de Mensagens • Na comutação de mensagens : a informação é transmitida em mensagens, onde cada estação entre o ETD de origem e o ETD de destino, armazena a mensagem e repassa a próxima estação quando o canal estiver livre (Switches utilizam essa técnica): • Mensagens apresentam cabeçalho para endereçamento; • Não existe enlaces fixos entre as estações de origem e destino; • Existe armazenamento intermediário entre as estações, aguardando a vez de ser transmitida (store and foward); • Apresenta retardo de acesso; • O retardo de transmissão é aleatório e o tempo de armazenamento também; Comutação de Mensagens Comutação de Pacotes • Na comutação de pacotes a mensagem é quebrada em quadros ou pacotes antes de ser transmitida. • A transmissão do pacote pode ser feita por vários caminhos diferentes, e a mensagem é reagrupada ao chegar no destino. • As mensagens são fragmentadas em pacotes e os meios físicos são compartilhados; • Os pacotes tem tamanho definido, para terem um trânsito rápido nas estações intermediárias; • Não existe transparência da informação; • Necessidade de protocolos de acesso à rede; • As estações intermediárias devem ser bem dimensionadas para minimizar o tempo de trânsito dos pacotes. • Não é necessário o estabelecimento de um caminho dedicado entre as estações já que é adicionado à cada mensagem o endereço de destino. • Cada estação recebe este endereço e a mensagem transmitindo-os de estação em estação. Comutação de Pacotes Comutação de Pacotes As redes de comutação de pacotes podem ser classificadas: • Datagramas : cada pacote é tratado de maneira independente, mesmo aqueles de uma mesma mensagem. • A rede não garante que os pacotes chegarão à estação de destino na mesma ordem em que foram entregues (os pacotes apresentarão retardos diferentes, pois os pacotes são transmitidos por rotas diferentes). • Circuito Virtual : os pacotes de uma mesma mensagem são transmitidos através da mesma rota. • Assim cada mensagem caminha de estação em estação usando apenas um canal por vez (store and foward). A principal desvantagem é o atraso introduzido e depende do tamanho das mensagens. Protocolos • Definição: conjunto de regras estabelecido para a transmissão ordenada e automática de dados. • Protocolos de linha : a troca de informações deve obedecer uma sequência lógica, estando envolvida a fase de estabelecimento, inicialização, tráfego de dados propriamente dito e encerramento (oudesconexão). • Os protocolos de linha tem as seguintes funções : • Endereçamento; • Estabelecimento de conexão; • Confirmação de recebimento; • Controle de erro; • Retransmissão; • Controle de fluxo. Definição do Termo Banda Larga • O significado já sofreu várias modificações conforme o tempo. • Inicialmente, banda larga era o nome usado para definir qualquer conexão à internet acima da velocidade padrão dos modems analógicos V.90 (56 Kbps). • Atualmente o termo banda larga pode apresentar diferentes significados em diferentes contextos. • A recomendação I.113 do UIT define banda larga como a capacidade de transmissão que é superior àquela da primária do ISDN a 1.5 ou 2 Megabits por segundo. • O Brasil ainda não tem uma regulamentação que indique qual é a velocidade mínima para uma conexão ser considerada de banda larga. • A Colômbia estabeleceu uma velocidade mínima de 512kbps; • Os Estados Unidos de 200kbps. Tecnologias • RDSI/ISDN/Conexão dedicada • DSL: ADSL · ADSL Lite · ADSL2 · ADSL2+ · SDSL · IDSL · HDSL · RADSL · VDSL · VDSL2 · G.SHDSL · VoDSL · PDSL · UDSL • Cabo • Fibra óptica • Rede elétrica • Rede sem fio: Wi-Fi · WiMAX · TMAX · Satélite · A rádio (MMDS · LMDS) • Telefonia móvel: GSM · CDMA · TDMA · 2G (GPRS) · 2,5G (EDGE, 1xRTT) · 3G (UMTS, HSPA, HSDPA, HSUPA, W- CDMA, EVDO) · 4G (LTE) Cenário Brasileiro • A Banda larga no Brasil, embora venha crescendo bastante em número de usuários e velocidade, é quase 400 vezes mais cara que em outros países. • Isso é devido à falta de concorrência, falta de regras claras e alta carga de impostos. • Atualmente são oferecidos serviços que oferecem velocidades entre 200kbps e 100Mbps. Princípios da Banda Larga • Tecnologias digitais de grande capacidade (fibras óticas e rádios direcionais) são elementos-chave no desenvolvimento do conceito de banda larga. • As redes metálicas colaboram com a última milha dessas redes. • As aplicações digitais comprimem uma vasta quantidade informações de voz, vídeo e dados que são decompostos até chegar ao que chamamos de “bits” • Permite o trafego de muito mais “bits” utilizados nas aplicações multimídia. O que é Multimídia? • Tecnologia interdisciplinar que permite a manipulação e integração, em computador, de diversos formatos de mídia (textos, imagens, áudio e vídeo). Multimídia • O processamento multimídia só foi possível graças ao avanço em diversas áreas da computação: • Novas Interfaces Gráficas; • Capacidade de armazenamento; • Redes de alta velocidade. • Podemos classificar as aplicações multimídia como: • Multimídia Distribuída • Utiliza redes de computadores de alta velocidade. • Os diversos formatos de informação podem ser armazenados em diversos servidores para compor uma única apresentação multimídia. • Multimídia não-distribuída (Stand-Alone) • Todos os dados para a manipulação e apresentação encontram-se em uma única máquina. Aplicações Multimídia • Os diversos formatos de dados e as redes de alta velocidade permitem: • Apresentações Multimídia; • Vídeo Conferências; • Aprendizado à Distância; • Trabalho Cooperativo; • Difusão de programas de áudio e vídeo; Aplicações Multimídia • Sistemas de Informação • Tele-diagnóstico Médico • Catálogos de Venda • Correios Eletrônicos Multimídia • Publicidade • Turismo • Escritório Aplicações Multimídia • Internet como plataforma: World Wide Web (HTTP, HTTPS ...), E-mail, Web EDI, FTP, WAP, etc. • Convergência digital: Dados, Voz, Vídeo-conferência e Imagem (Multimídia) • Interconectividade: Virtual Private Network, conexões seguras (SET, SSL ...),etc. • E-business: • Transações comerciais (B2B, B2C, IntraB, C2C, etc.); • Meios de pagamento e banking; • Sistemas de informação, Data Centers, Supply Chain e ERP. Onde está? • A banda larga está associada à infraestrutura de telecomunicações e redes que compõe a Internet, em âmbito global, nacional, regional e local • Hoje as aplicações de Internet estão predominantemente focadas no ambiente da sua interface gráfica “WWW”, que teve um crescimento acentuado nos últimos 10 anos • As previsões projetam um enorme crescimento no volume de dados trafegados na Internet (calculados na ordem de Zettabytes = 1021 bytes), especialmente nas aplicações WWW”. Delay nas Comunicações • Retardos maiores que 200ms afetam conversações. • Satélites geram muito atraso > 350ms • Os padrões de telefonia: • 40ms para distâncias continentais; • 80ms para distâncias intercontinentais. Cabos Submarinos • Na década de 90 a América Latina se conectou de maneira definitiva com o resto do mundo • “Existem cabos submarinos com mais capacidade que todos os satélites do mundo juntos.” Cabos Submarinos • Em 1990: TCS 1 com capacidade de 0,28 Gbps • Entre 1994 e 1995: Americas 1 (1,12 Gbps), Columbus 2 (1,12 Gbps), Unisur (1,12 Gbps) • Em 1999: Panamericano (10 Gbps) • Em 2000: Atlantis 2 (20 Gbps), Maya 1 (15 Gbps), Americas 2 (80 Gbps) • Em 2001: PAC (80 Gbps), Arcos 1 (960 Gbps), SAC (1280 Gbps), Sam 1 (1920 Gbps) • Meados de 2002: Atlantica 1 (1360 Gbps) Fibras Ópticas no Brasil • Satélites atendem regiões brasileiras desprovidas de fibras óticas, mas estão operando na totalidade de sua capacidade, e não é possível o lançamento de novos satélites geoestacionários. • Quatro grande operações de fibras óticas: Embratel (“Tordesilhas” e Sul), MetroRed (Sudeste e Sul), Impsat (Sudeste e Sul) e CRT (Sul). • Forte expansão de backbones alternativos via tecnologia sem fio (rádios direcionais e laser); redundância de tecnologias, preço e capilaridade Fibras Ópticas em Fortaleza Redes Metropolitanas • Os maiores centros urbanos do país possuem diversas alternativas tecnológicas, gerando competitividade e complementaridade. • Regiões metropoloitanas já possuem redes de alta velocidade (MANs), principalmente por Fibras (troncos PCM, sub-POPs, anéis ópticos, ATM, etc.), Rádios (FHSS, SDH, DSSS, etc). • Regiões mais afastadas, com menos investimentos, ainda dependem de uma antiga e saturada infra-estrutura de cabeamento metálico (pares de cobre). Última Milha • O abismo da última milha para os mercados corporativo, SoHo e residencial, constitui um surpreendente potencial comercial, mas que demanda investimentos gigantescos e com inúmeras dificuldades. • Inexistência de infraestrutura tecnológica adequada para a nova era da informação restringe fortemente a utilização das aplicações de banda larga. • Surgimento de novas tecnologias para viabilizar o acesso das centrais regionais em banda larga até as empresas, escritórios, colégios, hospitais, residências, shopping centers, etc. e indivíduos. Última Milha Ambiente corporativo: • (O acesso à Internet é composto por 2 serviços: meio de comunicação entre provedor e cliente, e liberação de portas para o backbone da Internet) • Fibra ótica: AT&T, MetroRed, Telefónica, Impsat e outras; • Problemas: cobertura e expansão geográfica • Rádio direcional: Diveo, Impsat, Comsat, Pégasus e outras; • Problemas: visada e contratação de unidades repetidoras • Rádio difusão (WLL e LMDS): Nextel e Celular; • Problemas: tecnologia atual e interferências • Par metálico: Telefônica, Oi, GVT e outras; • Problemas: obsolescência atual, capacidade = velocidade, baixa qualidade (ruídos e perdas), compartilhamento, etc. Última Milha Ambiente SoHo e Residencial • Utilização da infraestrutura de voz para tráfego de dados, através de tecnologias sobre pares de cobre trançados e suas restrições: • ADSL: cabo telefônico, codec (modem) e provedor (até 100Mbps) • ISDN / RDSI: via linha telefônica digital (96 V) e provedor, através de co/dec ISDN (2 x 64Kbps + 16 Kbps reais) • Problemas específicos: cobertura (poucas centrais), poucos provedores de acesso, tarifação por impulso • Exemplos: Multilink (Telefónica) e DVI (Telemar) Última Milha Ambiente SoHo e Residencial • Cable Modem: via cabeamento coaxial para tráfego de CATV e provedor, através de codec (modem) específico (até 100 Mbps) Problemas específicos: cobertura, unidirecional vs. bidirecional, compartilhamento, ligações clandestinas no cabeamento Exemplos: Ajato (TVA) e Virtua (Globocabo) Última Milha Ambiente SoHo e Residencial • Rádio: via microondas de rádio e provedor, através de antenas receptoras (cliente) e estações rádio-base • Problemas específicos: interferência de ondas, instabilidade, obsolescência tecnológica, restrição à implementação de novas estações rádio-base, banda tecnicamente não garantida Exemplos: IP2 (Paulista Networks), ZumNet, etc. • PLC: Tráfego de dados pelas estruturas de energia elétrica • Problemas específicos: Ruídos, falta de normas, padronização das instalações elétricas dos edifícios. • Testado pela Eletropaulo Telecom, em São Paulo, Light no Rio de Janeiro, Copel no Paraná e Celg em Goiás. Sobre Digital e Analógico • Existem dois procedimentos básicos para transformar uma informação original em sinais que uma máquina possa entender, são eles: o procedimento analógico e o procedimento digital. • Em ambos os casos, o que se quer, é que o sinal resultante do procedimento contenha a informação original e que o sistema consiga entendê-lo. • No procedimento analógico, o sinal resultante é análogo ao sinal original, isto é, ao longo do tempo, as frequências e as intensidades do sinal eletrônico seguirão de modo continuado as variações do sinal original • Já o procedimento digital representa valores discretos, isto é, não contínuos. • O sinal digital é caracterizado por um série de pulsos elétricos descontínuos. O Sinal Digital • O sinal digital é caracterizado por um série de pulsos elétricos descontínuos. • Um pulso elétrico descontínuo pode ser representado por dois estados binários (um exclui o outro). Os estados significando, existir ou não o pulso; estar presente, ou não. • Um pulso binário também pode ser representado por dois algarismos, como um (1) e zero (0). • Um pulso binário pode ser representado por grandezas físicas que admitam dois estado. Uma lâmpada acesa ou apagada; uma tensão positiva ou negativa. O Sinal Digital • Um dígito binário (binary digit) e se abrevia “bit” • Bit é a palavra mais utilizado no mundo da eletrônica digital • Memórias armazenam bit ou seus múltiplos • kbit (kilobit) são mil bits, Mbit (Megabit) são um milhão de bits, Gbit (Gigabit) são um bilhão (109) de bits e Tbit (Terabit) são um trilhão (1012) de bits • Já os fluxos de informação digital são referidos como a quantidade de bit que passam por segundo • Kbit/s (kilobit por segundo) são mil (103) bit por segundo; • Mbit/s (Megabit por segundo) um milhão (106) de bits por segundo; • Gbit/s (Gigabit por segundo) um bilhão (109) de bits por segundo; • Tbit/s (Terabit por segundo) são um trilhão (1012) de bits por segundo. O Sinal Digital • O sinal digital pode ser regenerado • Um sinal analógico transmitido que for corrompido por interferências no percurso não será mais reconhecido (perde-se informação). • O bit (o dígito binário) pode chegar avariado ao destino e ainda assim mesmo ser recuperado (regenerado). • Procedimentos de verificação e recuperação de erros garantem a entrega dos dados tal qual foram transmitidos. • Vamos supor que pela avaria no transporte, o sinal binário digital chegue fisicamente ao destino, digamos, como (0,6 Volts). Como o bit só pode ocupar dois estados é lícito achar que se trata de um estado “um” (1 Volt). O bit, assim “regenerado” pode ser passado adiante com 1 Volt e o erro da etapa será eliminado. • No sistema analógico as avarias de sinal são cumulativas e as correções mais difíceis. Sobre o que é Analógico • Sinais originariamente gerados como analógicos (como a voz) podem ser digitalizados, esse processo chama-se “codificação”. • Sob forma digital uma informação analógica pode utilizar todas as vantagens da transmissão digital e serem “decodificados” no destino no mesmo sinal analógico original • A grosso modo, se um sinal analógico de voz, representado por uma onda contínua for dividida em uma grande número de pedacinhos e a cada pedacinho atribuir sequências de bits que representem as características de cada pedacinho da informação original, ela agora estará em formato digital e poderá ser recuperada no destino. Níveis de Representação Níveis de Representação Para se codificar n bits por um nível de amplitude são necessários L níveis diferentes, onde L= 2n. Portanto: n= log 2 L bits Taxa de Transmissão Máxima de um Canal • Teorema de Nyquist • Em 1928, Nyquist formulou uma equação que define a taxa de transmissão máxima para um canal de banda passante limitada e imune a ruídos. • Capacidade Máxima de um Canal na Ausência de Ruído: • C = 2W log2L bps • L: número de níveis de quantização • L = 2n, onde n é o número de bits. • W: largura de banda • C = 2Wn bps Taxa de Transmissão Máxima de um Canal Exemplo para um canal telefônico: • W = 4 KHz • L = 256 níveis • 2n = 256 ; n = 8 bits • C = 2 x 4KHz x 8 • C = 64 Kbps PCM – Pulse Code Modulation • Utilizada para codificação de um sinal analógico em sinal digital. • Muito utilizados por CODECS. • Se baseia no teorema de Nyquist: a frequência de amostragem deve ser no mínimo igual ao dobro da banda passante do sinal. • O sinal é amostrado e, a cada amostra, deve-se associar um valor que represente a amplitude do sinal naquele ponto. Este processo é conhecido como PAM – Pulse Amplitude Modulation. • A partir dos pulsos PAM, realiza-se a quantização do sinal. PCM – Pulse Code Modulation Fontes de Distorção de Sinais em Transmissão • Ruídos: • Ruído Térmico; • Ruído de Intermodulação; • Crosstalk; • Interferência Eletromagnética • Ruído Impulsivo • Atenuação • Ecos Fontes de Distorção de Sinais em Transmissão Ruídos: • Ruído Térmico: é gerado pela movimentação de elétrons livres em um condutor ou circuito de comunicação, sendo, portanto, maior quanto mais elevada for a temperatura. O ruído térmico contém componentes harmônicas de todas as freqüências e, por isto, é também chamado de ruído branco. • Ruído de Intermodulação: ocorre quando diferentes freqüências compartilham um mesmo meio físico. A intermodulação pode causar a produção de sinais em uma faixa de frequências, que poderão perturbar a transmissão de outro sinal naquela mesma faixa. Fontes de Distorção de Sinais em Transmissão Ruídos: • Crosstalk: é o fenômeno que comumente chamamos de “linha cruzada”. • Interferência Eletromagnética: Este tipo de ruído é gerado pelo acoplamento eletromagnético entre condutores e sistemas de irradiantes que estejam fisicamente próximos. O uso de cabos blindados, que apresentam um ou mais pares de condutores cobertos por fita ou malha de metal, tende a reduzir os efeitos de interferência. • Ruído Impulsivo: consiste de pulsos de curta duração e amplitude relativamente alta. Tais ruídos são produzidos por descargas elétricas, motores elétricos, contatos intermitentes em condutores e interruptores. Fontes de Distorção de Sinais em Transmissão Atenuação: • A potência de um sinal cai com a distância, em qualquer meio físico. Essa queda, ou “atenuação”, se dá devido a perdas de energia por calor ou por radiação. A atenuação pode ser resolvida com o uso de repetidores. Ecos: • Ocorre quando sinais são refletidos. Multiplexação • Em geral a banda passante necessária para um sinalé, em geral, bem menor que a banda passante dos meios físicos disponíveis. Multiplexação • Através da multiplexação pode-se aproveitar a banda passante extra disponível para a transmissão de outros sinais. • Tipos de multiplexação: • Multiplexação na Frequência - FDM; • Multiplexação no Tempo - TDM. Multiplexação na Frequência - FDM • Para se recuperar o sinal transmitido numa linha multiplexada na frequência, deve- se conhecer a faixa de frequências que está sendo utilizada para sua transmissão, e posteriormente deslocar o sinal recebido para sua faixa de frequência original. Multiplexação no Tempo - TDM • Com o TDM vários sinais podem ser transportados por um único caminho físico, intercalando-se porções de cada sinal no tempo. • No TDM síncrono o intervalo de tempo é dividido em intervalos de tamanho fixo T chamados frames. • Cada frame é subdividido em N subintervalos {t1, t2, ..., tn} denominados slots ou segmentos. Multiplexação no Tempo - TDM • Denomina-se canal, ao conjunto de todos os slots, um em cada frame, identificados por uma posição fixa dentro destes frames. • Se a alocação de um canal é fixa durante todo o tempo, e preestabelecida antes do funcionamento da rede, então têm-se um canal dedicado. • Canais podem ser alocados e desalocados dinamicamente durante o funcionamento da rede. Esses canais são denominados canais chaveados. Multiplexação no Tempo - TDM • No TDM síncrono com canais chaveados, quando um canal é alocado, estabelece-se uma conexão que permanece dedicada à estação transmissora até o momento que ela resolva desfazê-la. Esta forma de chaveamento é denominada chaveamento de circuitos. • Com chaveamento de circuitos há desperdício de capacidade do meio físico. Multiplexação no Tempo - TDM Hierarquias de Transmissão Digital Atraso em Redes de Comutação de Pacotes • Quando um pacote viaja de um nó ao nó subseqüente, sofre ao longo desse caminho, diversos tipos de atrasos em cada nó existente no caminho. • Tipos de Atraso: • Atraso de Processamento Nodal; • Atraso de Fila; • Atraso de Transmissão; • Atraso de Propagação; • Juntos, os atrasos supracitados se acumulam e formam o atraso nodal total. A soma de todos os atrasos nodais totais resultam no atraso total fim a fim. Atraso em Redes de Comutação de Pacotes • Atraso de Processamento Nodal: • O tempo requerido para examinar o cabeçalho do pacote e determinar para onde direcioná-lo é parte do atraso de processamento, que pode incluir também outros fatores, como o tempo necessário para verificar erros que ocorreram durante a transmissão dos bits. • Atrasos de processamento em roteadores de alta velocidade são da ordem de microssegundos ou menos. Atraso em Redes de Comutação de Pacotes • Atraso de Fila: • O pacote sofre um atraso de fila enquanto espera para ser transmitido no enlace. O tamanho desse atraso dependerá da quantidade de outros pacotes que chegarem antes e que já estiverem na fila esperando pela transmissão. • Na prática, atrasos de fila podem ser da ordem de micro a milissegundos. Atraso em Redes de Comutação de Pacotes • Atraso de Transmissão: • Seja L o número de bits de um pacote; • Seja R a velocidade de transmissão do enlace; • O atraso de transmissão é definido por L/R. • Esta é a quantidade de tempo requerida para “empurrar” todos os bits do pacote para o enlace. • Na prática, atrasos de transmissão são da ordem de micro a milissegundos. Atraso em Redes de Comutação de Pacotes • Atraso de Propagação: • Assim que é lançado no enlace um bit precisa se propagar até o próximo nó. • O tempo necessário para propagar o bit desde o início do enlace até o próximo nó é o atraso de propagação. • O bit se propaga à velocidade de propagação do enlace, a qual depende do meio físico do enlace (isto é, fibra ótica, par de fios de cobre trançado, etc) e está na faixa de 2x108 m/s a 3x108 m/s. • Seja d a distância entre dois nós e s a velocidade de propagação do enlace entre os nós, o atraso de propagação é a distância entre os dois nós dividida pela velocidade de propagação, d/s. Atraso em Redes de Comutação de Pacotes • Atraso Nodal Total: • Se dproc, dfila, dtrans e dprop forem respectivamente, os atrasos de processamento, de fila, de transmissão e de propagação, então o atraso nodal é dado por: dnodal = dproc + dfila + dtrans + dprop Atraso em Redes de Comutação de Pacotes • Atraso Fim-a-Fim: • É o acúmulo dos atrasos nodais sofrido por um pacote entre a origem e o destino. • Seja N o número de nós entre o emissor e o receptor e dfim-a- fim o atraso fim-afim entre os mesmos, temos: dfim-a-fim = N (dproc + dfila + dtrans + dprop) Atraso em Redes de Comutação de Pacotes • Intensidade de Tráfego: • Seja “a” a taxa média com que os pacotes chegam a à fila (“a” é medida em pacotes por segundo). • Seja R a taxa de transmissão do enlace. • Suponha que todos os pacotes tenham L bits. • Então a taxa média com que os bits chegam à fila é La bits/s. • A razão La/R é denominada intensidade de tráfego. Perda de Pacote em Redes de Comutação de Pacotes • Ao chegar num nó da rede um pacote pode encontrar uma fila cheia. Sem espaço disponível para armazená-lo, o nó descartará esse pacote; isto é ele será perdido. • A fração de pacotes perdidos aumenta com o aumento da intensidade de tráfego. • Um pacote perdido pode ser retransmitido fim-a-fim, seja pela aplicação, seja pelo protocolo da camada de transporte. Dúvidas
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