TT414_Redes de Telecomunicações P1 - introdução

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Redes de Comunicação II 
2 
-Vantagens da Interconexão: 
 
• Troca de informações; 
• Criar um ambiente de trabalho cooperativo; 
• Compartilhamento de recursos; 
• Economia de recursos; 
• Escalabilidade. 
Redes de Computadores 
• Motivação Para Ligação em Rede 
 - Computadores isolados: 
3 
Redes de Computadores 
Motivação Para Ligação em Rede 
 
– Vantagens da Interconexão: 
 
• Interconexão de máquinas com poder computacional veio atender basicamente a 
duas necessidades: 
 
– A construção de sistemas com uma relação custo/desempenho mais 
otimizada e com uma maior confiabilidade; 
– O compartilhamento de recursos de hardware, software e dados. 
4 
Redes de Computadores 
Sistemas Distribuídos x Centralizados 
 
– Até o início da década de 80 os computadores eram recursos caros e, em 
geral, máquinas isoladas; 
– Esse cenário começou a mudar em meados da década de 80 graças a dois 
avanços tecnológicos: 
• Microprocessadores de até 64 bits, com poder de processamento 
crescente e custo cada vez mais reduzidos em relação à sua potência; 
• Redes rápidas, com taxa de transferência de 10 Mbps, que deram origem 
às redes locais de computadores, permitindo a interconexão de dezenas 
ou centenas de máquinas. 
– Em contraste com os Sistemas Centralizados, constituídos de uma única CPU, 
memória e periféricos, tem-se os Sistemas Distribuídos constituídos de CPUs 
interconectadas por um Sistema de Comunicação ou Rede de Comunicação. 
 
5 
 Rede (Sub-rede) de 
Comunicação 
 Rede de Computadores 
• Estrutura da Rede 
Redes de Computadores 
6 
- O Sistema de Comunicação é um arranjo topológico, interligando os vários 
módulos processadores (computadores) através de enlaces físicos (meio de 
transmissão), elementos de interconexão (ex: roteadores) e de um conjunto 
de regras e padrões com o objetivo de sistematizar a comunicação 
(protocolos). 
 Sistema de 
Comunicação 
Redes de Computadores 
• A Nuvem 
7 
Redes de Computadores 
• Necessidade da Padronização 
- O que fazer para que essa Interconexão de Computadores/Rede 
de Computadores funcione? 
8 
Arquitetura em Camadas 
Estruturas em Camadas 
 
– Para reduzir a complexidade de interconectar diversos computadores, 
possibilitando que as redes de computadores assim constituídas, funcionem 
adequadamente, as suas funções e seus elementos são distribuídos em uma 
série de camadas colocadas uma em cima das outras. O número, o nome, o 
conteúdo e a função de cada uma dessas camadas diferem de uma tecnologia 
de rede para outra. O objetivo de cada camada é oferecer determinadas 
funções e serviços para as camadas superiores, ocultando detalhes da 
implementação desses recursos; 
 
– Estruturar uma rede em camadas possibilita dividir um problema sistêmico 
(maior) em estruturas menores e mais simples, portanto mais fáceis de serem 
gerenciadas; 
 
9 
• Modelo em Camadas 
Arquitetura em Camadas 
Camada (N + 1) 
Camada (N) 
Camada ( N - 1) 
Camada Mais 
 Baixa 
Meio Físico para Interconexão 
Camada Mais Alta 
Sistema A Sistema B Sistema C 
10 
Protocolo da camada 7 
Camada 2 
Camada 1 Camada 1 
Camada 2 
Camada 3 
Camada 4 
Camada 5 
Camada 6 Camada 6 
Camada 5 
Camada 4 
 Camada 3 
Protocolo da camada 5 
Protocolo da camada 3 
Protocolo da camada 4 
Protocolo da camada 2 
Protocolo da camada 1 
Protocolo da camada 6 Interface 6/7 
Camada 7 
Interface 5/6 
Interface 4/5 
Interface 1/2 
Interface 2/3 
Interface 3/4 
Meio Físico 
Aplicação 
-Um conjunto de camadas e seus protocolos e interfaces é 
chamado de “Arquitetura de Rede”; o exemplo é de 7 camadas. 
Arquitetura em Camadas 
Camada 7 
Sistema A Sistema B 
• Arquitetura de Rede 
Aplicação 
11 
Arquitetura em Camadas 
Arquitetura de Rede 
 
– A camada n de uma máquina se comunica com a camada n de outra 
máquina. As regras e convenções usadas nesse diálogo são chamadas de 
protocolo da camada n. Basicamente, um protocolo é um conjunto de 
regras sobre o modo de como se dará a comunicação entre as partes 
envolvidas; 
 
– Na realidade, os dados não são diretamente transferidos da camada n de 
uma máquina para a camada n da outra. Na verdade, cada camada 
transfere os dados e as informações de controle para a camada contígua 
a ela, até que a última camada seja alcançada. Abaixo da camada 1 
(camada mais baixa) está o meio físico através do qual se dá a 
transmissão/comunicação propriamente dita e acima da camada 7 
(camada mais alta) está a aplicação do usuário; 
12 
Arquitetura em Camadas 
Arquitetura de Rede 
 
– Na figura anterior a comunicação virtual é mostrada por linhas pontilhadas e a 
comunicação física, por linhas sólidas; 
 
– Entre cada duas camadas adjacentes, há uma interface; a interface define as operações 
e serviços que a camada inferior tem a oferecer para a camada superior. 
13 
O Modelo OSI 
Padronização 
 
– Final da década de 70: 
• Sucesso das primeiras redes experimentais de computadores: ARPANET (“Advanced 
Research Projects Agency” ou Agência de Projetos de Pesquisas Avançadas) do 
Departamento de Defesa dos EUA; 
• Surgimento de várias redes comerciais de comutação por pacotes; 
• Redução cada vez maior do custo de hardware. 
 
– Estes fatos indicavam que as Redes de Computadores iriam se tornar rapidamente um 
campo muito importante; 
 
– A exploração total dos recursos das redes de computadores só poderia ser conseguida 
via padrões que assegurassem a compatibilidade e interoperabilidade entre essas redes; 
 
14 
O Modelo OSI 
Padronização 
 
– Intercâmbio de informações e interoperabilidade entre computadores de 
fabricantes distintos forçaram a definição de uma arquitetura única para 
garantir que nenhum fabricante levasse vantagem em relação aos outros; essa 
arquitetura teria que ser aberta e divulgada publicamente; 
 
– Assim, a “International Organization for Standardization” (IS0) definiu, em 
1977, o modelo denominado “Reference Model for Open System 
Interconnection” (OSI) - Modelo de Referência para Interconexão de Sistemas 
Abertos. 
15 
O Modelo OSI 
O Modelo de Referência OSI 
– Cria um conjunto de padrões para os quais os produtos pudessem 
convergir; 
 
– Utiliza de uma arquitetura em níveis (camadas) para dividir um problema 
maior em vários menores; optou-se por 7 camadas ou níveis; 
 
– Arquitetura: é o conjunto de todos os protocolos das 7 camadas, que 
possibilitam a comunicação entre as camadas pares, bem como as 
próprias camadas e suas funções, conteúdos e interfaces; 
 
– Especificação de Serviço: detalha as operações e serviços prestados na 
interface entre uma camada inferior e a adjacente superior, possibilitando 
a comunicação entre camadas contíguas; 
 
– Especificação de Protocolos: detalha as funções de controle, formato das 
mensagens, códigos de controle e procedimentos a serem seguidos pelas 
camadas pares (com funções similares). 
16 
 O Modelo OSI 
Apresentação 
Transporte 
Sessão 
Transporte 
Aplicação 
 Rede 
Física Física 
Enlace 
 Protocolo de Transporte 
Protocolo de Sessão 
Protocolo de Apresentação 
Protocolo de Aplicação 
Física Física 
 Enlace Enlace Enlace 
 Rede Rede Rede 
 Sessão 
 Apresentação 
Aplicação 
Limites da 
sub-rede de 
comunicação 
2 
1 
Roteadores: 
• O Modelo de Referência OSI 
17 
AH 
 O Modelo OSIUSER DATA A-PDU 
P-PDU PH P-SDU 
SH 
APLICAÇÃO 
TH 
NH 
LH LT DL-PDU 
 N-SDU 
 T-SDU 
 S-SDU 
 L-SDU 
 PHYSICAL 
N- PDU 
T- PDU 
S- PDU 
USER DATA USUÁRIO 
FÍSICA 
ENLACE 
REDE 
TRANSPORTE 
SESSÃO 
APRESENTAÇÃO 
A
H 
• Encapsulamento 
18 
O Modelo OSI 
Comunicação Entre Camadas Contíguas 
 
– É feita por meio do processo de encapsulamento, no qual o conteúdo da 
informação recebida pela camada de Aplicação (USER DATA), recebe o 
cabeçalho “AH” e passa a denominar-se A-PDU: “Application Protocol Data 
Unit”; 
– A “A-PDU” é interpretada pela camada de Apresentação (“Presentation”) 
como sendo uma SDU: “Service Data Unit” que recebe o cabeçalho próprio 
dessa camada e passa a designar-se P-PDU, onde P significa “Presentation”; 
– Repetindo o processo até a camada de Enlace (“Data-Link”), forma-se a DL-
PDU, caracterizada por receber, além do cabeçalho (LH), também um “Trail”: 
“LT”; 
– A DL-PDU é então transferida ao sistema de transmissão através da camada 
Física (PH). 
19 
O Modelo OSI 
Os 3 Subconjuntos de Camadas do Modelo OSI 
 
– Parte “Aplicações” : referente às 3 camadas mais altas, relacionadas com os 
usuários, quais sejam: sessão (5), apresentação (6) e aplicação (7); 
 
– Parte “Fim-a-Fim” : relacionada com a comunicação fim-a-fim entre máquinas 
e engloba as camadas de transporte (4) e rede (3); 
 
– Parte “Peer-to-Peer” : referente às 2 camadas mais baixas, relacionadas com a 
conexão de cada enlace, fisicamente separados; engloba as camadas física (1) 
e de enlace (2). 
 
20 
• Comparação das Arquiteturas OSI e TCP/IP 
Arquitetura TCP/IP 
Aplicação 
Transpor
te 
Internet 
Interface 
de Rede 
Firmware 
Software 
Aplicação 
 
Apresentação 
 
Sessão 
Transporte 
 
Rede 
 
Enlace 
 
Física 
 
 
 
Física 
Hardware 
Operação 
da Rede 
Espaço 
do 
Usuário 
OSI TCP/IP 
21 
 CONCEITOS BÁSICOS 
 O Modelo OSI 
• Os 3 Subconjuntos de Camadas do Modelo OSI 
 
– Parte “Aplicações” : referente às 3 camadas mais altas, relacionadas com os 
usuários, quais sejam: sessão (5), apresentação (6) e aplicação (7); 
 
– Parte “Fim-a-Fim” : relacionada com a comunicação fim-a-fim entre máquinas 
e engloba as camadas de transporte (4) e rede (3); 
 
– Parte “Peer-to-Peer” : referente às 2 camadas mais baixas, relacionadas com a 
conexão de cada enlace, fisicamente separados; engloba as camadas física (1) 
e de enlace (2). 
 
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CONCEITOS BÁSICOS 
 O Modelo OSI 
• Camada Física 
 
– Possibilita a transmissão transparente de sequências de bits pelo meio físico; 
– Contém padrões mecânicos (especificações de conectores), funcionais (taxa 
de transmissão), elétricos (nível de tensão) e procedimentos para controle do 
acesso ao meio físico (ativação e desativação); 
– Provê a conexão física entre sistemas adjacentes (restringe-se a dois 
elementos da rede somente); 
– Vários tipos de conexão: 
• Ponto-a-ponto ou multiponto; 
• “Simplex”, “full duplex” ou “half duplex”; 
• Serial ou paralela. 
 
 
23 
CONCEITOS BÁSICOS 
 O Modelo OSI 
• Camada de Enlace 
 
– Esconde as características físicas do meio de transmissão; 
– Provê meio de transmissão confiável entre dois sistemas adjacentes (ligados diretamente), ou 
seja, restringe-se a dois elementos da rede somente; 
– Funções mais comuns: 
• Formação de quadros com um identificador de início de quadro com padrões de bits 
sequenciais (transforma bits da camada física em quadros): criação e reconhecimento 
dos limites dos quadros, endereço de origem, de destino e código de detecção de erros 
no quadro; 
• Os endereços colocados no cabeçalho do quadro são denominados MAC (“Media Access 
Control”) e identificam de modo único uma máquina conectada a uma rede. Isso é 
necessário porque cada estação tem que ler o endereço de destino de cada quadro para 
saber se o quadro é destinado a ela ou não. Outra funcionalidade dessa camada é 
resolver conflitos de tentativas de acesso simultâneas emitidas por usuários distintos; 
• Controle de fluxo: evitar que o transmissor envie ao receptor mais dados que este tem 
condições de receber; 
• Corrigir erros do nível físico; 
• Converter um canal de transmissão bruto em um canal confiável para a camada de rede. 
 
24 
CONCEITOS BÁSICOS 
 O Modelo OSI 
• Camada de Rede 
 
– Além do endereço de rede de origem e de destino (a ser enviado para a camada de 
enlace que o transformará em quadro), também tem um identificador de qual 
protocolo está sendo utilizado, criando a estrutura chamada pacote 
– Provê canal de comunicação fim a fim independente das sub-redes; 
– Efetua operações de roteamento(caminhos determinados por algoritmos de 
roteamento ou tabelas estáticas configuradas pelo operador da rede); 
– Funções características: 
• Acesso a sub-rede; 
• Operação da rede como um todo, incluindo tarifação; 
• Endereçamento lógico; 
• Comunicação fim-a-fim (não confiável); 
• Roteamento e seus efeitos, como por exemplo controle de congestionamento. 
Verifica prioridade e condições de tráfego, etc. ; 
• Não garante que um pacote chegou ao seu destino ou se perdeu ou chegou 
fora de ordem. 
 
25 
 CONCEITOS BÁSICOS 
 O Modelo OSI 
• Camada de Transporte 
 
– O seu principal objetivo é tornar a transmissão pela rede confiável; 
– Garante que os pacotes cheguem com a sequência correta à outra extremidade; 
– Estabelece conexão, transfere dados e encerra conexão independente de sub-redes; 
– Significado fim-a-fim, independente de topologias de redes; 
– Comunicação fim-a-fim confiável, que liga a origem ao destino; 
– Enviar ao transmissor uma informação de recebimento (“acknowledgement”) informando que 
o pacote foi recebido e, caso a falta de pacotes seja detectada, solicitar a sua retransmissão; 
– Pode multiplexar ou “splittar” a conexão de rede em função da exigência da camada de 
sessão; 
– Controle da qualidade de serviço da rede global: 
• Classes/tipos de serviços ( simples, recuperação/detecção de erros, multiplexação) 
oferecidos à camada de sessão. 
– Também possui controle de fluxo; 
– Em resumo, o objetivo da camada de transporte é proporcionar um serviço eficiente, confiável 
e de baixo custo aos seus usuários, normalmente entidades da camada de sessão. 
 
 
26 
100 MB 
10 M 
CONCEITOS BÁSICOS 
 O Modelo OSI 
• Camada de Sessão 
 
– Possui mecanismos de verificação, inserindo pontos de sincronização 
(marcação) no fluxo de dados, para recuperação em caso de falhas (podem 
reiniciar a partir da última marcação feita), sendo útil para transferência de 
grandes arquivos para usuários de diferentes máquinas, cujas aplicações 
definem como será feita a transmissão de dados; 
– Pode realizar o gerenciamento do controle de tráfego, incluindo controle de 
acesso (“login”) e senhas (“passwords”). 
 
Unidade de diálogo 
Pontos de sincronização (marcação) 
27 
 CONCEITOS BÁSICOS 
 O Modelo OSI 
• Camada de Apresentação 
 
– É responsável pelo tratamento da sintaxe e da semântica das informações 
transmitidas para prover independência nas representações de dados ao 
traduzir os dados do formato do aplicativo para o formato da rede e vice-
versa; 
 
– Faz a codificação de dados conforme o padrão estabelecido; 
 
– Permite que computadores, que trabalham com diferentes representações, se 
comuniquem entre si; 
 
– Ex.: criptografia, compressão de texto, etc. 
28 
 CONCEITOS BÁSICOS 
 O Modelo OSI 
• Camada de Aplicação 
 
– A camadade aplicação tem por objetivo oferecer, aos processos de aplicação dos 
usuários, meios para acessar o ambiente de comunicação OSI, através de uma série de 
protocolos de suporte(aplicativos): 
 
• Segurança de Rede 
• SNMP - “Simple Network Management Protocol” ou Gerência de Rede 
• DNS - “Domain Name System” 
• Correio Eletrônico 
• Transferência de arquivos (FTP) 
• Acesso a terminais de computadores remotos (TELNET). 
 
Normas: a ITU-T 
• Para gerir o uso e a interligação dos equipamentos, tanto 
física quanto eletricamente e mesmo em relação aos 
processos e procedimentos em cada camada são criadas 
normas. Principais organizações: 
 
ISO, ITU-T, ANSI, EIA, IEEE, IETF 
 
A ITU-T, com sede em Genebra, é o mais importante. 
Embora seus membros sejam os governos, normalmente os 
países delegam essa função para as operadoras ou para as 
Agências Reguladoras (ex: Anatel). 
 
Normas: a ITU-T 
• A ITU-T estuda e emite recomendações em 
questões técnicas, de especificação, operação 
e de tarifas relacionadas a equipamentos e 
sistemas de telecomunicações. Seu objetivo 
principal é o de normatizar técnicas e 
operações em telecomunicações, de modo a 
prover compatibilidade ponto-a-ponto em 
ligações internacionais quaisquer que sejam 
os países de origem e de destino. 
Normas: a ITU-T 
• São 15 grupos de trabalho que preparam as normas 
(recomendações) organizadas em séries de A até Z, 
com ciclos de trabalho de 4 anos. A cada 4 anos é 
realizada uma assembleia geral em Genebra, onde é 
estabelecido o programa para os 4 anos seguintes, 
baseado nas propostas dos vários grupos de estudo. 
A assembleia revê as propostas e prepara uma 
proposta de recomendação as ser submetida na 
próxima assembleia (após revisão e aprovação final 
será publicada como recomendação ITU-T). 
Evolução das Redes 
Primeiro canais analógicos, depois canais digitais (64 kbps) 
Fases: estabelecimento da chamada, transferência da informação e liberação 
Fases da Conexão 
• Estabelecimento: usuário solicita à central uma 
conexão através de um protocolo de sinalização com 
a identificação do número chamado; 
• Se houver disponibilidade de circuitos: solicitação 
aceita e inicia-se a transferência da informação 
(mesmo que o usuário não envie informação (“não 
fale”) os circuitos permanecem ocupados); 
• Após a transferência há a liberação. 
Elementos da Rede Telefônica 
Central Móvel 
Rede de Computadores 
Evolução da Rede: 
Necessidade de Comutação 
Comutação 
• Central telefônica típica: tem troncos de 2 
Mbps que correspondem à agregação de 30 
canais de 64 kbps (para facilitar a transmissão 
dos canais telefônicos). 
• Núcleo da central: Matriz de comutação 
 
Evolução da Rede: a RDSI 
• A tecnologia de comutação de circuitos é 
bastante adequada para voz mas tem sido 
bastante utilizada para circuitos (múltiplos de 64 
kbps como taxa mais adequada ao modem); 
• Por serem dedicados, são denominados de Linhas 
Privativas (LP) pois o circuito fica estabelecido 
mesmo que o usuário não envie informação. 
Portanto, é ineficiente para a transmissão de 
dados. 
 
Acesso de Usuário às 
diversas Redes 
FACSÍMILE 
TELEFONE 
TELEFONIA 
(011)5914000 
(011)5912378 
Por exemplo: chamadas 
 de Fax e 
de telefonia não 
são diferenciadas 
pela rede !!!! 
FACSÍMILE 
TELEFONE 
TELEFONIA 
(011)5914000 
(011)5912378 
PROVEDOR 
DE ACESSO 
(011)5912300 
ACESSO INTERNET 
MODEM 
Se o usuário desejar 
utilização simultânea 
da INTERNET e telefonia 
precisa de linhas 
independentes !!! 
Acesso de Usuário às 
diversas Redes 
INTERNET 
Acesso de Usuário às 
diversas Redes 
FACSÍMILE 
TELEFONE 
TELEFONIA 
(011)5914000 
(011)5912378 
DATAFONE 64 
(011)5014000 
(011)5014001 
VIDEOFONE 
PROVEDOR 
DE ACESSO 
(011)5912300 
ACESSO INTERNET 
MODEM Se o usuário desejar 
utilização de Videofonia 
necessita mais duas linhas 
telefônicas com o serviço 
DATAFONE 64 k 
INTERNET 
FACSÍMILE 
TELEX 
X.25 
TELEFONE 
TELEFONIA 
REDE TELEX 
REDE DE PACOTES 
(011)5914000 
(011)5912378 
(11)1340 
DATAFONE 64 
(011)5014000 
(011)5014001 VIDEOFONE 
PROVEDOR 
DE ACESSO 
(011)5912300 
ACESSO INTERNET 
MODEM 
Acesso de Usuário às 
diversas Redes 
Se o usuário desejar 
serviço de Pacotes e TELEX 
 necessitará de mais linhas 
e terá que interagir com 
outra empresa operadora 
INTERNET 
Penetração da Tecnologia Digital 
Penetração da Tecnologia Digital 
A/D D/A A/D D/A 
Penetração da Tecnologia Digital 
A/D D/A A/D D/A 
A/D D/A 
 
FALTA A 
DIGITALI- 
ZAÇÃO 
DA LINHA DO 
ASSINANTE 
FACILIDADES DE 
COMUTAÇÃO DE 
PACOTES 
Arquitetura da RDSI 
FACILIDADES DE 
COMUTAÇÃO DE 
CIRCUITOS (RDI) 
FACILIDADES DE 
REDE SINALIZAÇÃO 
POR CANAL COMUM 
EQUIPAMENTO 
TERMINAL 
EQUIPAMENTO 
TERMINAL 
CENTRAL 
SERVIDORA 
CENTRAL 
SERVIDORA 
INTERFACE 
USUÁRIO-REDE 
INTERFACE 
USUÁRIO-REDE 
CPA-T 
RDSI 
CPA-T 
RDSI 
Tipos de Canais no Acesso RDSI 
 Canal B : 
 síncrono a 64 kbit/s full-duplex 
 usado para informação de usuário 
 exemplo: voz a 64 kbit/s (PCM), Fax, Vídeo a 64kbit/s, etc. 
 Canal D : 
 canal síncrono a 16 ou 64 kbit/s 
 modo pacote 
 usado principalmente para sinalização via pacotes com a 
central RDSI 
 utilizado adicionalmente para dados a baixas taxas (9600 
kbps) 
Tipos de Acesso RDSI 
ACESSO BÁSICO (2B+D) 
CANAL B1 (64 kbit/s) VOZ, DADOS, IMAGENS 
VOZ, DADOS, IMAGENS 
SINALIZAÇÃO, DADOS 
CANAL B2 (64 kbit/s) 
CANAL D (16 kbit/s) 
ACESSO PRIMÁRIO (30B+D) 
CANAL B1 (64 kbit/s) 
CANAL B2 (64 kbit/s) 
CANAL D (64 kbit/s) 
CANAL B30 (64 kbit/s) 
VOZ, DADOS, IMAGENS 
VOZ, DADOS, IMAGENS 
VOZ, DADOS, IMAGENS 
VOZ, DADOS, IMAGENS 
SINALIZAÇÃO 
O acesso primário tem 144 kbps. Pelo fato de necessidade de adição de cabeçalhos 
 de controle e bits de sincronismo pode chegar a 192 kbps. 
Alta velocidade: canal H que tem vários canais B 
Acesso Básico RDSI 
 Estrutura 2B+D 
 Canal D com taxa de 16 kbit/s full-duplex 
 Canal D utilizado para sinalização de chamadas com a central e 
pacotes de dados de usuário 
 Utilizado para conectar à central: 
– até 8 terminais de usuário conectados a um barramento 
– PABX RDSI de pequeno porte 
Acesso Primário RDSI 
 Estrutura 30B+D 
 Canal D com taxa de 64 kbit/s full-duplex 
 Canal D utilizado exclusivamente para sinalização de 
chamadas com a central 
 Utilizado para conectar à central: 
– PABX RDSI 
– Equipamentos Roteadores de Médio/Grande Porte 
– Sistemas de Videoconferência de Grande porte 
Interface U 
Taxa na linha de assinante RDSI: 
 canal B1 : 64 kbit/s 
 canal B2 : 64 kbit/s 
 canal D : 16 kbit/s 
manutenção e controle : 4 kbit/s 
 sincronismo de quadro : 12 kbit/s 
Taxa Total : 160 kbit/s 
Acesso Básico 
RDSI Faixa Estreita 
• A RDSI FE utiliza a comutação tradicional de 
circuitos para voz e “Frame Relay” para a 
transmissão de dados. 
54 
Fonte: J. M. Uehara, “Cenários Tecnológicos de Telecomunicações” 
 Rede de pacotes 
mais evoluída que o 
X.25 Adequada para 
transmissão digital 
Idealizada para ser 
o modo pacote de 
sinalização da RDSI-
FE 
Detecção de 
erros 
sem correção 
Multiplexação e comutação 
na camada 2 
Melhor 
“throughput”: 
64 kbit/s a 2 Mbit/s 
Retardos variáveis - só dados 
Redede 
Telecomunicações 
Frame Relay 
Monitoração de 
congestionamento 
REDES PÚBLICAS 
“Frame Relay” 
• Rede “Frame Relay” 
55 
Protocolos X.25 e FR 
a. X.25 traffic 
b. Frame Relay traffic 
56 
“Frame Relay” 
Aspectos Gerais: 
 
Dada à limitada capacidade de transmissão do X.25, a introdução de novos serviços 
exigiu um melhor desempenho da rede. 
 
Então o “Frame Relay” (FR) foi concebido para atender aos novos requisitos. A ideia 
por trás do FR é a otimização da banda da rede de pacotes. Dessa maneira, algumas 
funções como correção de erros e controle de fluxo tiveram que ser sacrificadas para 
que pudesse ser aumentada a velocidade de transmissão. Portanto, o FR se tornou 
adequado para redes com alta qualidade de transmissão. Para redes com meios de 
transmissão menos eficientes (de menor qualidade, o X.25 continua sendo o mais 
adequado. 
 
O FR possui banda flexível, ou seja, paga-se apenas pelo que for usado. 
O X.25 tem desempenho superior ao da rede comutada por circuito e o FR deseja ser 
parecido com o X.25 pois este era eficiente para o transporte de pacotes. 
 
57 
“Frame Relay” 
Aspectos Gerais: 
 
O FR suporta tanto o PVC (circuito virtual permanente) quanto o 
SVC (circuito virtual comutado). O quadro utilizado no FR é longo o 
suficiente (< 4096 octetos) para ser capaz de carregar pacotes de 
outros protocolos ser ter que dividi-los em vários quadros. 
 
O FR pode transportar, por exemplo, pacotes SNA, IP e X.25. Por 
sua vez, o FR pode ser transportado por células ATM. 
58 
“Frame Relay” 
Outras Características 
 
– O “Frame Relay” pode ser usado como: 
• Uma tecnologia de comutação usada para comutar quadros através da 
rede; 
• Uma especificação de interface de usuário para conectá-lo com a rede 
pública. 
– “Frame Relay” é atraente por sua simplicidade 
• Os comutadores, utilizados atualmente em redes de comutação de 
pacotes, podem ser, na sua maioria, reaproveitados, atualizando-se o 
seu software. 
– O termo “relay” tem a conotação de que os quadros da camada 2 não 
terminam em um nó de comutação, mas são retransmitidos até o seu 
destino; 
59 
“Frame Relay” 
Características de um serviço “Frame Relay”: 
 
– Transferência de dados até 2 Mbps 
– Esse limite superior não é uma limitação técnica. Pode ser usado com 
taxas de transmissão superiores (Ex.: E3-34 Mbps). 
– Transparência aos protocolos das camadas superiores; 
– Multiplexação de várias conexões lógicas em um único enlace físico de 
transmissão; 
– Supõe que os protocolos das camadas superiores exercem os controles de fluxo 
e de erros; 
– Orientado à conexão; 
– Os Circuitos Virtuais são criados por: 
• comandos do gerente da rede-PVC 
• sinalização do usuário-SVC 
60 
“Frame Relay” 
Terminais e elementos de rede 
 
Para um usuário poder conectar seu terminal a uma rede FR ele necessita de um 
roteador de transferência de quadros, um dispositivo de acesso à transferência 
de quadros (FRAD) ou de um concentrador/comutador de transferência de 
quadros. 
 
 
 
 
 
61 
FRAD (“Frame Relay Access Device” ou “Frame Relay 
Assembler/Disassembler”) 
 
Para manusear pacotes de outros protocolos, 
um FRAD é utilizado para conversão 
para quadros FR. Um FRAD pode ser um 
dispositivo separado ou pode fazer parte 
de um roteador/comutador. 
 
 O FRAD tem um tratamento multiprotocolo, um protocolo de serviço (e. g., para correção de erro) 
e da montagem do quadro FR a ser enviado. A rede FR não se responsabiliza pela correção de erros, 
mas o FRAD pode fazê-lo. A última parte introduz o quadro FR (vide slides seguintes). 
62 
“Frame Relay” 
5 
1 
teste do FCS 
com descarte se 
houver erro 
buffers de transmissão 
Tabela carregada 
no Comutador pelo 
Administrador de Rede 
Input Output 
Por 
Tabela de Comutação 
DLCI Por DLCI 
1 a 5 b 
FCS a 
FCS b 
• Comutador de Circuitos Virtuais PVC 
Utiliza identificador do circuito virtual (VCI) chamado Data Link Connection Identifier (DLCI). 
63 
“Frame Relay” 
R 
R 
R 
R 
LAN A 
LAN B 
LAN C 
LAN D 
Linhas Dedicadas 
Routers 
R 
R 
R 
R 
LAN B 
LAN C 
LAN D 
Rede 
Frame 
Relay 
 
(a)Linhas 
Dedicadas 
(b) Frame Relay 
PVCS 
Protocolo do tipo 
Camada de Enlace 
Protocolo 
FR 
LAN A 
• Interconexão de LAN’s usando Serviço Frame Relay 
Routers 
64 
“Frame Relay” 
– Via Rede Frame Relay: 
• Cada roteador precisa de uma única interface Frame 
Relay. 
 
– Via Linhas Privadas: 
• Para cada conexão com o mundo exterior , o 
roteador precisa de uma interface física. 
• Interconexões via Frame Relay x Linha Privada 
65 
Rede “Frame Relay” 
66 
Mapeamento FR - OSI 
Aplicação 
Apresentação 
Sessão 
Transporte 
Rede 
Enlace 
Físico 
LAPF 
Outros serviços 
Protocolo 
Frame 
Relay Qualquer padrão 
67 
Camadas do “Frame Relay” 
Possui somente 2 níveis: Nível físico e nível de enlace de dados 
 
1. Nível físico 
 
Não há protocolo específico, sendo possível a implementação de 
qualquer um 
disponível. Suporta qualquer dos protocolos reconhecidos pela ANSI 
 
2. Nível de enlace 
 
Emprega uma versão simplificada do HDLC chamado núcleo LAPF sem 
os 
campos de correção de erro e de controle de fluxo. 
 
68 
Camadas do “Frame Relay” 
69 
Comparando os níveis no 
“Frame Relay” e no X.25 
70 
“Frame Relay” 
Flag Flag Address FCS Informação 
Octetos: 1 2 até 1600 2 1 
Processado apenas pelos usuários 
DLCI (BMS) 
DLCI (BmS) 
 
BECN FECN 
0 
1 DE 
C/R 
• Quadro do Frame Relay 
Utiliza VCI chamado Data Link Connection Identifier (DLCI). 
O campo Informação tem o número de octetos determinado pela operadora de rede e recomenda-se um máximo 
de 1600 octetos. Flag = hexadecimal EF 
71 
LAPF Frame Format 
Flag Flag Endereço Informação FCS 
DLCI: (10 bits) Data Link Connection Identifier é usado para identificar o número do 
circuito virtual (VCI) 
C/R: (1 bit) Informar aos níveis superiores se são comandos ou respostas 
EA: (1 bit) Determina se esse é o último byte do endereço (0=mais, 1=último) 
FECN: (1 bit) Forward Explicit Congestion Notification indica congestionamento no 
sentido do tráfego do quadro 
BECN: (1 bit) Backward Explicit Congestion Notification indica congestionamento no 
sentido oposto ao do tráfego do quadro 
DE: (1 bit) Discard Eligibility indica que um quadro tem baixa prioridade quando 
“setado”. 
C/R EA DLCI DLCI EA DE BECN FECN 
72 
Controle de Congestionamento 
Há algumas estratégias desenvolvidas para lidar com o congestionamento em FR 
para controlar o tamanho da fila no gerenciamento dos quadros: 
 
 1. estratégia de descarte 
Quando o congestionamento se torna pior e alcança um nível máximo, a 
rede 
descarta o quadro. 
 
 2. evitar o congestionamento 
Utilizando pontos de verificação, de tal maneira, que quando o 
congestionamento ocorrer em um deles, o controle tentará evitar a 
propagação para o próximo ponto de verificação. 
 
 3. recuperar a rede congestionada 
Recupera a rede de um estado de congestionamento. 
73 
PVC DLCIs 
74 
SVC DLCIs 
75 
“Frame Relay” 
– 1. Chegada de um pedido de estabelecimento de Circuito Virtual 
• Número do terminal chamado; 
• DLCI usado para a transferência dos dados. 
 
– 2. O Comutador, baseado no número chamado, faz a conexão entrea 
porta de chegada e uma porta de saída que pode se conectar com o 
terminal chamado 
• Tabela de Comutação. 
 
– 3. Numa mesma porta saída existem vários circuitos virtuais trafegando, 
sendo preciso estabelecer qual circuito virtual será alocado através da 
definição de um determinado DLCI 
• Tabela de Alocação de DLCI’s. 
• Criação de um Circuito Virtual Comutado 
 
76 
SVC Setup and Release 
77 
 
X.25 “Frame Relay” 
Sinalização “in-band” Sinalização “out of band” 
Multiplexação de canais 
virtuais na camada 3 
Multiplexação de canais 
virtuais na camada 2 
Controle de erros nas 
camadas 2 e 3 
Detecção de erro na camada 2 
Controle de fluxo nas 
camadas 2 e 3 
Controle de congestionamento 
• “Frame Relay” x X.25 
“Frame Relay” 
78 
Comparação “Frame 
Relay” x X.25 
X.25 Frame Relay 
Especificação do nível 1 Sim Não 
Família do protocolo de nível 2 HDLC HDLC 
Suporte ao nível 3 PLP Não 
Correção de erro Nó a nó Não 
Atraso de propagação Alto Baixo 
Facilidade de implementação Difícil Fácil 
Bom para atividades interativas Muito devagar Sim 
Bom para Voz Não Sim 
Bom para transferência de 
arquivos de LAN 
Devagar Sim 
79 
“Frame Relay” 
“Overheads” do X.25 
 
– Essas características do X.25 implicam em “overheads”: 
• Reconhecimento de pacotes em cada enlace; 
• Manutenção em cada nó: 
– Das tabelas de estado de cada circuito virtual; 
– Das tabelas de estado para gerenciamento de chamadas e para 
 controles de erro e fluxo. 
 
– Esses “overheads” se justificavam no passado, quando a probabilidade de 
ocorrer erros nos enlaces da rede era significativa; 
 
– “Frame Relay” foi projetado para eliminar, tanto quanto possível, os 
“overheads” do X.25. 
80 
“Frame Relay” 
Vantagens do “Frame Relay” sobre X.25 
 
– A sinalização de chamada é transportada em uma conexão lógica separada dos dados 
(“out-of-band”) 
– Portanto, os nós intermediários não precisam manter tabelas de estado ou 
processar mensagens relacionadas com chamadas para conexão. 
– A multiplexação e a comutação de conexões lógicas são efetuadas na camada 2, 
eliminando o processamento na camada 3; 
– Não existe controle de erro e de fluxo entre os nós. Essa responsabilidade é deixada para 
as camadas superiores das estações das pontas; 
– Redução de processamento na interface usuário-rede, assim como em cada nó 
intermediário da rede. Como resultado, pode-se obter menor atraso e maior vazão; 
– Opera com quadros de tamanho variável, eliminando o “overhead” de preenchimento dos 
pacotes (“padding”). 
81 
“Frame Relay” 
Principal Vantagem do ”Frame Relay” sobre o X.25 
 
– Possibilidade de garantia de uma taxa de transferência mínima nos VCs 
contratados pelos usuários, através da especificação de dois parâmetros : 
• CIR (“Committed Information Rate”) - taxa ou vazão mínima a ser 
negociada em um dado canal, com garantia de ser integralmente 
transferida; 
• EIR (“Excess Information Rate”) - taxa adicional em relação à 
mínima , que pode ser transferida, caso a rede apresente 
disponibilidade. 
 
82 
“Frame Relay” 
Outros Parâmetros do Serviço “Frame Relay” 
 
– Bc (“Commited Burst” ou volume de dados negociado para transferência na 
rajada)- é a quantidade máxima de dados que a rede garante transmitir; 
 
– Be (“Burst Excess” ou volume de dados excedido ao valor de rajada)- é a 
quantidade de dados acima da garantida que a rede tentará transferir sob 
condições normais; 
 
– DE (“Discard Elegibility” ou bit de descarte)- quando igual a 1 indica que o 
quadro transmitido pode ser descartado em condições de congestionamento da 
rede. 
83 
Bits 
Bc + Be 
Bc 
4 
3 
2 
1 
Taxa de Acesso 
Fluxo do Usuário 
CIR 
Descarte na Entrada 
Elegível ao 
Descarte 
Garantido 
T 
“Frame Relay” 
• Parâmetros para Controle de Tráfego 
Bc=CIR/T 
84 
• Topologia Típica de uma Rede de “Frame Relay” 
UNI - “User to Network Interface” 
FRAD - “Frame Relay Assembler-Disassembler” 
ou “Frame Relay Access Device” 
Roteador 
Roteador Roteador 
FRAD 
FRAD 
Rede de 
“Frame 
Relay” 
Rede de 
“Frame Relay” 
NNI 
NNI 
Comutador de “Frame Relay” 
Computador 
NNI - “Network to Network 
Interface” 
“Frame Relay” 
UNI 
UNI 
UNI 
85 
R 
PAD 
R 
Redes 
Frame Relay 
 
X.25 
G/W 
Redes 
X.25 
User information 
X.25 PLP 
LAPB 
Q.922 
Core 
FR 
X.25 
X.25 
X.25 
X.25 
FR 
NNI 
Outras Redes 
Frame Relay 
F
R
A
D 
X.25 Frame 
Relay 
FR 
Ethernet 
LAN 
Ethernet 
LAN 
TCP / IP 
Host 
X.25 
Async 
SNA / BSC 
“Frame Relay” 
• Rede Frame Relay - Suporte a Diversos Serviços 
86 
Int. DTE-DCE 
Modem 
ANALÓGICO 
 ou 
DIGITAL 
Transmissão 
ANALÓGICA 
ou 
DIGITAL 
Rede de Comutadores FR 
• Ex. de uma Ligação DTE-Rede Frame Relay 
 “Frame Relay” 
87 
 Num. Pin. Dist. Máx. Taxa Máx. 
RS-232 25 15m. 20kbps 
RS-449 37 1300m. 10Mbps 
X.21 15 Não Especificado 2.0 Mbps 
V.35 35 17m 4Mbps 
HSSI 50 17m. 52Mbps 
 
 
“Frame Relay” 
• Interfaces DTE/DCE 
88 
Term. A Term. B 
Rede Frame Relay 
RTPC 
UNI UNI 
“Frame Relay” 
• Aplicação SVC através de Acesso Discado 
89 
I.430/I.431 
NT TE 
Durante a fase de transferência de dados 
“Frame Relay” 
Q.933 Q.933 
LAPD 
I.430/I.431 
TE 
LAPD 
I.430/I.431 
Q.933 
LAPD 
I.430/I.431 
I.430/I.431 
LAPF 
(core) 
LAPF 
(controle) 
Camada 
rede 
Camadas 
superiores 
NT 
NT 
NT 
TE TE 
Durante o estabelecimento e término da conexão 
Rede 
F R 
Rede 
F R 
• Arquitetura de Protocolos 
LAPD 
I.430/I.431 
Q.933 
Camada 
rede 
Camadas 
superiores 
LAPF 
(controle) 
LAPF 
(core) 
I.430/I.431 
I.430/I.431 
LAPF 
(core) 
LAPF 
(core) 
O PVC só tem a fase de transferência de dados 
LAPF ou Q.922 
90 
Algumas vantagens do FR 
Velocidade maior que o X.25 (44.376 Mbps). 
Aplicações que utilizam protocolo TCP/IP tais como 
E-mail/HTTP/CHAT podem facilmente utilizar FR como 
seu “backbone” porque FR opera somente no nível 2 
(camadas de Enlace e Física). 
Permite dados de rajadas. Permite quadros de 9000 
bytes, que podem acomodar todos os tipos de quadros 
LAN. 
É menos cara comparada a outras tecnologias WAN. 
 
91 
Algumas desvantagens do FR 
A taxa máxima de transferência é de 44.376 Mbps, já 
não suficiente para a demanda atual. 
 
Permite quadros de tamanhos diferentes que podem 
causar atrasos diferentes para usuários diferentes. 
 
Devido aos atrasos variáveis, que não estão sob seu 
controle, FR não se presta para tráfego sensível a atraso 
(stream), tais como VoIP ou Videoconferência. 
OBS: É provável que redes ATM venham a substituir redes X.25 e FR. 
92 
 5 bytes 48 bytes 
célula A T M 
 cabeçalho informação + adaptação 
Transmissão: síncrona 
taxa de bits constante 
Acesso às células: 
assíncrono 
Rede de Telecomunicações 
Rede ATM 
Fonte: J. M. Uehara, “Cenários Tecnológicos de Telecomunicações” 
REDES PÚBLICAS 
ATM 
• Rede ATM (“Asynchronous Transfer Mode”) 
93 
ATM 
 
– Essencial para o “triple play” (transmissão de voz, dados e imagens) 
 
– Aprovado pelo ITU-T como o padrão para serviços B-ISDN (“Broad-
Integrated Services Digital Network”); 
 
– Emprega uma variação da técnica de comutação por pacotes, orientado a 
conexão, formado de células de tamanho fixo (53 bytes), sendo5 para o 
cabeçalho e 48 para o campo de informação. Durante a padronização, os USA 
queriam 32 octetos e os europeus 64 e daí (64/2 + 32/2 = 48); 
 
– Permite a alocação dinâmica de banda de acordo com a demanda; 
 
– Suporta aplicações multimídia que podem combinar dados, voz e vídeo, 
utilizando, como meios de transmissão, enlaces de alta velocidade. Pode cobrir 
redes de área local (LANs) e redes de área ampla (WANs); 
 
– Suporta serviços com requisitos de banda de transmissão diferenciados. 
Características 
94 
ATM 
Características 
 
– Atende aos requisitos de vários tipos de serviço, com taxas de bit 
constante (CBR) e variável (VBR); 
 
– Suporta tráfego em “burst” (rajada); 
 
– Considera aplicações sensíveis a atraso e perda de pacote; 
 
– Possui comutação extremamente rápida, baseada em hardware, superior às 
 técnicas mais comuns de roteadores e de comutação de circuitos. No 
entanto, o ATM é considerado mais fraco na capacidade de multiplexação 
devido à maior parcela de overhead (células versus quadros, tais como X-
25 e Frame Relay). 
 
95 
ATM 
OBS: Uma célula pequena é mais adequada para serviços em tempo real (stream), muito sensíveis 
aos atrasos de rede. Células muito longas são ineficientes para o transporte de serviços 
sensíveis a atrasos (porque têm que ser enchidas com muita rapidez e não são completamente 
preenchidas ou podem provocar atraso se houver demora para enchê-las), mas são mais eficientes 
para o transporte de dados porque têm menos overhead (informações de controle). 
Características 
 
– Pode fornecer serviços a assinantes residenciais tais como Video On Demand e 
acesso a redes de banda larga. Também é excelente alternativa de acesso para 
negócios de grande e médio portes, interconexão de LANs e de PABXs (central de 
comutação privada), videoconferência, acesso a internet de banda larga. Todos 
considerados importantes para o setor empresarial. 
96 
Detalhes das células do 
cabeçalho ATM 
GFC “Generic Flow Control” 
 Sómente tem células UNI 
VPI/VCI Identifica caminho e 
 canal virtuais 
PTI “Payload Type Identifier” 
 3 Bits: 
 1. Dados de 
 Usuário/Controle 
 2. Congestionamento 
 3. Última célula 
CLP Bit de “Cell Loss Priority” 
HEC 8 bits de CRC para 
 “Header Error Check” 
 
Célula ATM tipo NNI 
48 Bytes 
“Payload” 
VPI (12) 
VCI (16) 
PTI CLP 
HEC 
Celula ATM tipo UNI 
48 Bytes 
“Payload” 
GFC (4) 
VPI (8) 
VCI (16) 
PTI CLP 
HEC 
97 
ATM 
O campo VPI é mais longo na NNI, motivado pela necessidade maior de conexões 
de troncos entre os nós da rede. Descrição dos campos: 
 
GFC: É um campo de 4 bits definido na UNI. A funcionalidade de controle de fluxo 
na interface de usuário pode fazer uso deste campo. Seu objetivo é evitar que a 
largura de banda atribuída a cada serviço seja excedida. As quatro posições 
assumirão um valor nulo caso as células sejam enviadas vazias. 
VPI: É um campo utilizado para identificar os caminhos virtuais. Tem 8 bits no UNI 
e 12 bits no NNI. Em uma célula vazia, o VPI assume o valor nulo. O VPI e o VCI 
são utilizados para o endereçamento; 
VCI: É um campo formado por 16 bits e usado para identificar os canais virtuais. 
Células vazias têm o valor nulo em todos os bits desse campo. Outros valores 
podem ser reservados para finalidades específicas. Um terminal conectado a uma 
rede ATM usa um endereço VPI/VCI ao solicitar o estabelecimento de uma 
conexão. Cria-se uma conexão virtual composta de numerosos enlaces ao longo 
da 
rede ATM. Cada enlace tem um VPI/VCI diferente; 
 
98 
ATM 
PTI: É um campo de 3 bits usado para indicar o tipo de carga que está sendo 
transferido e para indicar se a rede foi ou não sobrecarregada durante a 
transferência da célula. Exemplos de tipos de carga são: células de operação e 
manutenção, células de sinalização, células livres e células de dados (contendo 
informações de usuário); 
CLP: É um bit que pode ser usado para estabelecer as prioridades de diferentes 
células em uma rede em sobrecarga. Se o bit tiver o valor 1, a célula poderá ser 
descartada se a rede ficar sobrecarregada. Se o bit for 0, a célula terá prioridade 
mais alta; 
HEC: É usado para corrigir erros de bits isolados que ocorrem no cabeçalho da 
célula. Erros de vários bits serão detectados, mas a célula será descartada se eles 
não puderem ser corrigidos. No cabeçalho, é importante que os erros não sejam 
apenas detectados, mas também corrigidos. Erros no endereço VPI/VCI não 
somente conduzem à perda de células individuais e seus dados associados como 
também afetam outras células no fluxo se o valor do VPI/VCI incorreto estiver 
sendo 
usado como correto para uma outra conexão. 
 
99 
Voz 
Vídeo 
Dados 
Placa de interface ATM 
H 
H 
H 
P 
P 
P 
H 
P 
P 
P 
H 
H 
Voz 
Vídeo 
Dados 
Cadeia de células ATM 
Cadeia de células ATM 
Dispositivo de rede ATM 
Dispositivo de rede ATM 
Rede ATM 
Placa de interface ATM 
ATM 
• Segmentação de Células 
Placa de interface ATM 
100 
Dispositivo 
de Rede 
ATM 
Dados de Texto 
Voz 
Vídeo 
H P H P H P H P 
H P H P H P H P 
H P H P H P H P 
Comutador ATM 
Virtual VPI = 0 
Canal Virtual VCI = 1 (Dados de Texto) 
Canal Virtual VCI = 2 (Voz) 
Canal Virtual VCI = 3 (Vídeo) 
ATM 
• Alocação de Canais/Caminhos Virtuais 
101 
ATM 
VC 
VC 
VC 
VC 
VC 
VC 
VP 
V
P 
V
P V
P V
P 
V
P 
Via de Transmissão 
 
VPI: “Virtual Path” (VP) “Identifier” 
VCI: “Virtual Channel” (VC) “Identifier” 
Fonte: ITU-T - SG XIII 
• Canais e Caminhos Virtuais 
. 
102 
ATM 
VCI 21 
VCI 22 
VCI 24 
VCI 23 
VCI 25 
VCI 21 
VCI 23 
VCI 24 
VCI 25 
VCI 21 
VCI 21 
VCI 22 
VPI 1 
VPI 5 
VPI 4 
VPI 3 
VPI 2 
VPI 6 
Comutador / Roteador de VP 
Fonte: ITU-T - SG XIII 
• Comutação de VP 
. 
103 
ATM 
VCI 21 
VCI 22 
VCI 24 
VCI 22 
VCI 21 
VCI 24 
VCI 23 
VCI 22 
VCI 21 VCI 21 
VCI 22 
VCI 23 
VPI 1 
VPI 3 
VPI 5 VPI 4 
VPI 1 
VPI 2 VPI 3 
VPI 2 
Comutador / Roteador de VP 
Comutador / Roteador de VC 
Fonte: ITU-T - SG XIII 
• Comutação de VP e VC 
104 
Vídeo 37 Dados 42 
Voz 78 
 Tabela de conexão 
Porta VPI/VCI Porta VPI/VCI 
Voz 
Vídeo 
Vídeo 
Dados 
1 0/37 3 0/76 
1 0/42 5 0/52 
2 0/37 6 0/22 
2 0/78 4 0/88 
ATM 
switch 
Vídeo Dados 52 
Voz 88 
Vídeo 22 
Vídeo 76 
37 
1 
2 
3 
4 
6 
5 
ATM 
VPI = 0 
105 
ATM 
Camadas Superiores Camadas Superiores 
Plano de Controle Plano do Usuário 
Plano de Gerenciamento 
Camada de Adaptação ATM (AAL) 
Camada ATM 
Camada Física 
CS-Subcamada de Convergência 
SAR-Subcamada de Segmentação e Remontagem 
TC-Subcamada de Convergência de Transmissão 
PM-Subcamada do Meio Físico 
• Modelo de Referência 
106 
ATM 
Modelo de Referência 
 
– Plano do Usuário: provê a transferência de informação do usuário. Mecanismos 
referentes ao controle de fluxo e recuperação de erros são incluídos; 
– Plano de Controle: realiza funções de controle de chamada e de conexão. Inclui 
as funções de sinalização necessárias ao estabelecimento, supervisão e 
liberação de uma chamada ou conexão; 
– Plano de Gerenciamento; inclui dois tipos de funções: 
• Gerenciamento de Camada: responsável pelas funções de gerenciamento 
dos recursos e dos parâmetros das diversassubcamadas ATM; 
• Gerenciamento de Plano: responsável pelas funções de gerenciamento 
como um todo e pela coordenação dos diversos planos; 
107 
ATM 
Modelo de Referência 
 
– Os planos de controle e de gerenciamento devem oferecer suporte aos 
serviços oferecidos pelo plano do usuário; 
 
– Os planos de usuário e de controle possuem, em comum, as camadas física 
e ATM. As camadas superiores e de adaptação ATM são, normalmente, 
diferentes. 
108 
• Camadas ATM e AAL 
ATM 
Rede ATM 
Usuário 
AAL 
ATM 
Física 
Usuário 
Usuário 
AAL 
ATM 
Física 
Usuário 
ATM 
Física 
ATM 
Física 
Rede ATM 
Fonte: J. M. Uehara, “Cenários Tecnológicos de Telecomunicações” 
fim a fim 
109 
ATM 
 A camada de adaptação AAL serve para tornar a informação do usuário 
independente do tipo de serviço. Por exemplo: serviços de áudio, vídeo 
e dados que impõem requisitos diferentes à rede e requerem diferentes 
funcionalidades de adaptação. Ela possui três características principais: 
 
– necessidade de sincronização entre o transmissor e o receptor; 
– taxa de bit constante ou variável; 
– transferência orientada a conexão ou não-orientada a conexão. 
110 
ATM 
AAL 
Critérios da AAL: 
– Parâmetros de Tráfego 
– Parâmetros de QoS 
 
Níveis da AAL: 
– AAL1—CBR 
– AAL2—VBR 
– AAL3/4—UBR 
– AAL5—ABR/UBR 
111 
ATM 
• CBR 
 “Constant Bit Rate” (taxa de bits constante): Um fluxo de dados contínuo, 
estacionário, com uma qualidade de entrega garantida; 
 
• VBR 
 “Variable Bit Rate” (taxa de bits variável): Uma taxa de dados que varia dentro 
de certos limites, com uma qualidade de entrega garantida; 
 
• UBR 
 “Unspecified Bit Rate” (taxa de bits não-especificada): Dados serão entregues 
sem garantias (“Best effort” – será feito o melhor esforço para a entrega); 
 
• ABR 
 “Available Bit Rate” (taxa de bits disponível): Os dados serão entregues 
utilizando a banda disponível. O controle de fluxo é utilizado para que haja 
pouca ou nenhuma perda de dados. Uma banda mínima pode ser 
especificada. 
 
 
 
112 
Classe A Classe B Classe C Classe D 
Relação de Tempo 
Entre a Origem 
e o Destino (Timing) 
Necessário Necessário Desnecessário Desnecessário 
Taxa de Bit Constante Variável Variável Variável 
Modo de 
Operação 
Orientado à 
Conexão 
Orientado à 
Conexão 
Orientado à 
Conexão sem 
sincronização 
Não Orientado 
à Conexão sem 
sincronização 
Tipo de AAL AAL 1 AAL 2 
AAL 3-4 ou 
AAL 5 
AAL 3-4 ou 
AAL 5 
Exemplos 
DS1(T1), E1 
Nx64 kbps 
Vídeo e Voz s/ 
Compressão 
Vídeo e 
Áudio 
Comprimido 
HDTV, TV a cabo 
“Frame Relay” 
X.25 
Dados (LANs) 
IP, SMDS(1) 
• Classificação dos Serviços para a Camada AAL 
ATM 
Dados (LANs) 
Ethernet over ATM 
LAN emulation (LANE) 
(1) SMDS-”Switched Multimegabit Data Service” 
113 
ATM 
A camada AAL se adapta ao fluxo de informação assim que ele chega e segmenta 
a informação de modo que a camada ATM possa administrar o fluxo de forma 
independente do serviço. No outro lado, a AAL reagrupa novamente o fluxo 
de informação. A camada ATM cria as células ATM, acrescentando os cabeçalhos 
aos pacotes recebidos da AAL, fornecendo desse modo as capacidades de 
comutação e de multiplexação requeridas em um determinado modo de 
transferência. A tarefa da camada física é o transporte das células ATM. 
A camada de adaptação AAL é subdividida em duas subcamadas: a subcamada de 
convergência (CS) e a subcamada de segmentação e remontagem (SAR). 
A CS realiza as funções de convergência requeridas para mapear ambos os fluxos 
de bits (orientados a conexão e não-orientados a conexão) das camadas superiores 
para dentro das camadas SAR e ATM. A função da subcamada SAR é entregar os 
pacotes de 48 octetos das camadas superiores para a camada ATM. No outro 
sentido, a camada SAR também reagrupa o fluxo de informação que é enviado pela 
rede. 
114 
ATM “Adaptation Layer”—AAL 
S 
A 
R 
C 
S 
AAL 
PBX
ATM 
Camada de Adaptação 
(AAL) 
Camada ATM 
Camada Física 
AAL = CS + SAR 
CS—atribui diferentes AAL’s/QoS para diferentes tipos de tráfego 
SAR— transforma células <-> pacotes 
115 
A camada AAL 5 é uma camada de adaptação ATM largamente utilizada. Esse 
protocolo teve a intenção de prover uma facilidade de transporte do tipo stream 
(que são não-tolerantes a atraso) para protocolos de níveis mais altos que são 
orientados a conexão. 
AAL 5 foi introduzida para reduzir o overhead de processamento do protocolo, 
reduzir o overhead de transmissão e assegurar adaptabilidade aos protocolos de 
transporte existentes. 
A camada AAL 5 foi projetada para acomodar a mesma taxa variável de bits 
para tráfego assíncrono orientado a conexão ou dados de pacotes não-
orientados a conexão, suportados pelas camadas AAL 3/4, mas de maneira 
mais leve, sem o rastreamento dos segmentos e a necessidade de correção de 
erros. 
ATM 
116 
ATM 
A camada ATM trata as células ATM, mas somente o seu cabeçalho. O campo de 
informação não é afetado, sendo enviado transparentemente através da rede ATM. 
Suas funções principais: 
 
Criar a célula ATM, acrescentando um cabeçalho ao campo de informação recebido 
da AAL; 
Multiplexar e demultiplexar os fluxos de células de diferentes conexões, que são 
identificadas pelos valores do identificador de canal virtual (VCI) ou identificador do 
caminho virtual (VPI) contidos no cabeçalho da célula; 
Ler e interpretar os campos de informação no cabeçalho da célula. O VCI/VPI é lido 
pelos nós ATM para assegurar que as células sejam enviadas para o endereço 
correto; 
Fornecer mecanismos para controle de fluxo. 
 
Os campos da célula ATM já foram abordados em slides anteriores. 
117 
ATM 
A camada Física é a mais baixa do modelo do modelo de referência do protocolo 
e 
Faz o interfaceamento direto com o meio de transmissão físico. As funções 
principais da camada são coletar e organizar células ATM da camada ATM e 
transportá-las ao meio físico. As funções da camada física são divididas em duas 
subcamadas: 
 
• A subcamada de meio físico (PM) é a que trata e adapta os bits assim que eles 
são passados ao meio físico. Por exemplo, conversão óptica ou elétrica; 
• A subcamada de convergência de transmissão (TC), que converte o fluxo de 
células da camada ATM em um fluxo contínuo de bits. 
 
118 
ATM 
Camada Física 
Taxa 
(Mbps) 
DS1 
 E1 
 J2 
1.544 
2.048 
6.23 
Tipos de 
Quadros 
Meio Físico 
Fibra 
Multimo
do 
Fibra 
Mono 
modo 
Cabo 
Coaxial 
UTP–5 UTP–3 STP 
X 
(TP) 
 
(TP) 
ATM25 
STS 1 
STS3c/STM1 
25.6 
51.8 
155 X 
STS 12c/STM4 
4B/5B (TAXI) 
8B/10B 
(Fiberchannel) 
622 
100 
155 
= Padronizado = Proposto/Em 
Progresso 
X 
ATM 
Camada de 
Adaptação 
(AAL) 
Camada 
ATM 
Camada Física 
DS3 
 E3 
 E4 
45 
34 
139 
119 
ATM 
Uma célula cruzando a 
rede 
Comutador 
ATM 
P 
H 
Y 
A 
T 
M 
Port 1 
P 
H 
Y 
A 
T 
M 
Port 2 
Port VPI VCI 
1 1 51 
2 3 39 
Nível ATM 
Comutador 
ATM 
P 
H 
Y 
A 
T 
M 
Port 1 
P 
H 
Y 
A 
T 
M 
Port 2 
Port VPI VCI 
1 2 37 
2 1 51 
Nível ATM 
P 
H 
Y 
A 
T 
M 
A 
A 
L 
P 
H 
Y 
A 
T 
M 
A 
A 
L 
VPI 2 
VCI 37 
VPI 3 
VCI 39 
NNI 
UNI 
UNI 
120 
ATM 
Pró-ativamente combate congestionamento 
Fornece provisão para o controle de prioridade 
Mantém o tráfego “bem comportado” 
Objetivosda gerência de tráfego 
121 
ATM 
Ethernet (1500 Bytes) = 32 Células 
FDDI (4470 Bytes) = 96 Células 
IP over ATM–1577 (9180 Bytes) = 192 Células 
Gerência de tráfego 
Perdendo uma célula o resto fica inútil 
É necessário retransmitir 32 ou mais células para apenas uma 
perdida 
O resultado pode ser um congestionamento severo (colapso da rede) 
Pacote TCP/IP 
X 
Perda de Células: inimiga crítica 
dos dados