redes+convergentes+de+alta+velocidade alunos

7/29/2019 Redes+Convergentes+de+Alta+Velocidade Alunos

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Redes Convergentes de AltaVelocidade

Profa. Etianne Torres

[email protected]


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Histrico e Fundamentos das Redes deNGN (Next Generation Networks)

Introduo:

Foras de Transformao no Cenrio das Redes deTelecomunicao

Ambiente multifornecedor (reduo de custos deequipamentos e servios)

Convergncia de Voz, dados e vdeo na mesma infra-estrutura de rede.


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Ento o que Convergncia Consiste no tratamento e encaminhamento de

todos os tipos de informao (voz, dados evdeo) na mesma infra-estrutura de rede, ou

, .

(Tronco, 2006).


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Consolidao do Mercado deTelecomunicaes

Por meio da tecnologia que utiliza o protocolo da

Internet ou tecnologia IP (Internet Protocol).

Valorizao do Paradigma tudo sobre IP

Tecnologia Fotnica (Melhora nos sistemas demodulao e reduo da atenuao e disperso).

WDM (Wavelength Division Multiplexing) Tcnica demultiplexao em comprimento de onda.


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Unio da rea de Telecom com aInformtica

Exercem duas funes bsicas:

Processamento da informao

Transporte da informao


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A Arquitetura proprietria, eprincipalmente monoltica, dos atuaisequipamentos de rede faz com que asoperadoras de redes e provedores de

servi o fi uem inteiramente

dependentes dos fabricantes deequipamentos para as atualizaes de

software/hardware e para novasaplicaes. (Tronco 2006).


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E o or ue dessa De endncia?


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Ocorre porque os atuais equipamentos derede tem uma arquitetura cujas funes decontrole e de encaminhamento da informao

so inseparveis.

E Gera orte epen ncia o a ricante, comrelao :

Novas funcionalidades do software e do hardware

Poltica de preo e Criao de novos servios


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Evoluo da Tecnologia dos PCs

Poucas

Um universo de aplicaes

Al uns Sistemas O eracionais

IBM 1980 Atualmente

proprietriassob SW e

HWproprietrios

Grande Variedade de HardwarePadronizado


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Ento Qual o FOCO da NGN? Separar o HW do SW dos equipamentos de

telecomunicaes, atravs de interfacespadronizadas.

Onde a criao de novos servios independente do HW.


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E como funciona a Arquitetura NGN Decompe os elementos da camada de rede em Camadas

Funcionais:

A primeira: Refere-se a Camada de Acesso (Edge Layer). Ex:Telefone Fixo ou Celular, PCs, Modems, PABX

A Segunda: Refere-se a Camada de Ncleo (Core Layer) Ex: Comutadores e Multiplexadores

A Terceira: Refere-se a Camada de Controle da Rede (NetworkControl Layer)

Roteamento e Sinalizao de Chamadas

A Quarta: Refere-se a camada de Servio e Aplicaes Autenticaes, Autorizaes, Tarifaes e Gerenciamento.


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Modelo da NGN

Camada deServios eAplicaes

Camada deControle

AAA GernciaBase daDados

CR SC SGW

SS7

Camada deNcleo daRede

Camada de

Acesso

XX

XX

X

X

SGW GWGW

GW

RTPC

AcessoEmpresasAcesso

Residencial

Acesso SemFio


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Principais Elementos So: Media Gateways (GW)

Responsveis pela converso do trfego de voz, dados

ou vdeo em sua forma original para a forma IP.(Camada de Acesso)

Media Gateway Controller SC ou (MGC)

(Softswitch). Fornece servio de tratamento daschamadas dos assinantes telefonicos para abrir a rotapara a passagem da informao da rede telefonicasobre a rede IP.

Controlador de Rotas (CR) Efetua o calculo das rotas para encaminhamento das

chamadas dentro da rede IP.


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Principais Elementos So: Gateway de Sinalizao (Signaling Gateway

SGW). Converte a sinalizao da chamada (Commom

Channel Signating System N. 7 (SS#7) para asinalizao da chamada da rede IP. As mensagens so

troca as por meio e um cana e ica o e 64 it s(Canal comum).

Rede de Pacotes (Ncleo) Composta pelos equipamentos de encaminhamento e

transporte IP (comutadores e multiplexadores) eutilizada na camada do ncleo da rede.


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Teve incio com o advento da RedeInteligente (RI).

separao da camada de aplicao(ambiente de criao de servios)

das demais camadas de rede.


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O Processo continuou com aseparao da camada de controle das

camadas de comutao e acesso.

A camada de acesso e comutaopassou a ser denominada Media

Gateway(MG) e a camada de controlede Media Gateway Controller(MGC).


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Temos ento??? A padronizao da interface entre o MGC e MGs.

O que possibilitou livre escolha entre osfabricantes de equipamentos.

E a separao do controle e da comutaopermitiu o compartilhamento dos recursos decomutao por diferentes controladores e o

aumento da velocidade de comutao passasomente a encaminhar dados.


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Decomposio dos Elementos da Rede

MGCAplicao

Aplicao

Controle

MG

Aplicao

Porta

Porta Porta

Porta

X

Comutador TelefonicoMonoltico

on ro e

Porta

Porta Porta

Porta

X

Controle

Porta

Porta Porta

Porta

X

Comutador DecompostoDe RI

Media Gateway eMedia Controller Gateway


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No momento Atual, redes eservios ainda esto muito

vinculadas. Mas superadas aslimitaes impostas pelas redes e

equ pamen os ega os e pe osaspectos financeiros e econmicos

as diferentes redes vo convergirpara uma plataforma nica.


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Caracterstica Importante da NGN a integrao dos servios, diminuindo o

custo de operao de redes distintas.

en o ass m, un amenta a pa ron za opara efetuar a separao das camadas de redeatravs da interface de programao de

Aplicaes (APIs).


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Princpios das Redes de Nova Gerao Decomposio das funes dos elementos de rede em

componentes com interfaces bem definidas.

Separao dos servios da camada de rede, o que

equipamentos de rede e a continuidade dos serviosatuais

Arquitetura distribuda e processamento transparenteda localizao geogrfica do componente.


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Princpios das Redes de Nova Gerao Desenvolvimento dos componentes para flexibilizar

configuraes e atualizao tecnolgica. Componentesindividuais podem ser substitudos sem afetar o todo.

Prover funes de interoperabilidade para possibilitar

s novas redes interao com o sistema j existente(legado).

Integrao dos sistemas de operao, administrao,

manuteno e aprovisionamento. A gerncia de umarede nica reduz o custo de operao/manuteno darede de forma significativa.


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Princpios das Redes de Nova Gerao Criao de um ambiente multifornecedor para

os diversos componentes da rede. Diminuindoo custo.

Rede multisservio (rede nica) que possibilitaa integrao de todos os servios.

Uso eficiente dos recursos de comutao etransmisso e ampla conectividade.


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Exerccios Explicar a Mudana de paradigmas da NGN

comparada s redes tradicionais.

principais funes.

Cite exemplos de arquiteturas NGNpadronizadas atualmente e fale brevementedo seu desenvolvimento.


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Respostas A mudana de paradigmas da NGN refere-se decomposio dos elementos de rede

(equipamentos) monolticos em diversas partes e padronizao das interfacesentre essas partes, possibilitando a criao de um ambiente multifornecedor (umforncedor para cada parte), fazendo com que o custo das partes componentes fiquecada vez menor. Alm disso, com a utilizao de uma nica tecnologia de rede depacotes, possvel a integrao de todos os servios. O custo deoperao/manuteno de uma nica rede significativamente menor que o doambiente atual (uma rede para cada tipo de servio).

A arquitetura NGN decompe os elementos de rede em quatro camadas funcionais:camada de acesso, camada central, camada de controle e camada de servios. Acamada de acesso (Edge Layer) prov interfaces para os dispositivos do usurio oupara outras entidades da rede no plano de adaptao do fluxo de dados do usurios caractersticas da rede. A camada central (Core Layer) tem a funo de comutaoe transporte. A camada de controzle (Network Control Layer) controla os

comutadores e os elementos do acesso e na camada de servios de rede soimplementados os servios.

Dois exemplos importantes de arquiteturas NGN so o IMS (IP MultimediaSubsystem) e o Parlay, que tratam da convergncia dos servios de voz da rede detelefonia pblica fixa e da rede de telefonia celular.


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ISDN Redes Digitais de Servios

Integrados Conexo ltima milha (conexo do terminal

telefnico com a central telefnica baseada emsinal digital).

Permite a transmisso de dados de forma maisfcil e transparente que as linhas analgicas.

Na dcada de 90, no Brasil no existiam linhasdigitais para assinantes.


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Discusses em Grupo

ISDN

Futuro da Telefonia Mvel

Vdeo - PVS


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REDES DE LONGAS DISTNCIAS(WAN)

Aula 2


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Histrico e Introduo So Redes de Longas Distncias

Trafegam a uma velocidade inferior as Lans Possuem protocolos especficos

Cabos de cobre, satlite, microondas e fibra ptica.

Surgiu pela necessidade de conexo demainframes e controladoras de terminais. Modems nas duas pontas. Comutao por circuitos.


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Histrico e Introduo A primeira rede de pacotes comercialmente disponvel

com alta abrangncia geogrfica foi a X.25 (VideoTextoe conexo remota entre mainframes).

Possua mecanismos de tratamento e correo deerros.

Ocasionava muita latncia


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Histrico e Introduo Surge ento o Frame Relay como soluo a rede

X.25.

Utiliza fibra ptica

Permite velocidades n X 64 at 34 Mbps

Comutao por Frames

No possui mecanismos de priorizao de dados


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Histrico e Introduo Surge ento o ATM (Assynchronous Transfer

Mode).

Custo Elevado e complexidade

Substitudo pelas redes IP.


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Tcnicas de Comutao Por Circuitos

Capacidade Fixa Rede de Telefonia Conexo Fim a Fim

Por Pacote (frames) Mesma conexo Fsica

Trfego Esttico Trata todo o contedo antes de decidir roteamento (Store and Foward) Compartilhamento de banda Redundncia

Por Clulas Clulas de Tamanho Fixo Trfego Dinmico Encapsulamento via ATM (IP)


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Tecnologias WAN Linhas Discadas e Privativas

ISDN E-1

.

Frame Relay

ATM

IP MPLS


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Linhas Discadas Custo Baixo

Funcionam com circuitos de dados ponto aponto

t za as por rotea ores e mo ems com afinalidade de redundncia (dial backup).

Velocidade Limitada a 56Kb.


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Linhas Privativas Enlace dedicado entre dois pontos Utiliza comutao por Circuitos Permanece sempre conectada No ocorre variao no atraso e nem

Taxas constantes Interligao de PABX via servios de voz. Linhas de Alta Velocidade

Nx64K (Sncronos) at 2Mbps

Linhas de Baixa Velocidade 1200bps a 19.200bps (Sncronos)


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Linha Discada X Linha Privativa

XX X

XXX


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Fundamentos ISDN Composta por:

Equipamentos Digitais

ra egam voz e a os g ta za os

Centrais, Comutadores e Switches


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O que ? Rede Digital de Servios Integrados

uma rede comutada por circuito, ou seja, opera

velocidades maiores que as usualmente obtidascom os modems analgicos das conexestelefnicas.

Possui menor custo que servios dedicados


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Como funciona Dois fios da rede telefnica chegam ao cliente

(Central ISDN). So conectados aos NT (Network Terminal). Converte os Dois fios em Quatro

o conecta os a equ pamentos com nter aceISDN (Computador, roteadores, telefones eoutros) TE1 (Terminal Equipment tipo 1).

TA (Terminal Adapter) TE2.


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Exemplo

Rede ISDNXNT

Roteador comInterface ISDN

(TE1)

2 Fios da

Rede Telefnica

TA

Equipamento semInterface ISDN

(TE2)


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Fonte: Cisco Networking Academy


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Pontos de Referncia ISDN R Faz referncia conexo entre um dispositivo TE2 (Terminal Equipment type 2)no compatvel com ISDN e um TA (Terminal Adapter), como por exemplo, umainterface serial RS-232.

S Faz referncia aos pontos que se conectam ao dispositivo de comutao docliente NT2 (Network Termination type 2) e que permitem chamadas entre osvrios tipos de equipamentos das instalaes do cliente.

T Eletricamente idntica interface S, faz referncia conexo que sai da NT2 evai para a rede ISDN ou NT1 (Network Termination type 1).U Faz referncia conexo entre a NT1 e a rede ISDN de propriedade dacompanhia telefnica.

Como as referncias S e T so eletricamente semelhantes, algumas interfaces soindicadas por S/T. Embora realizem funes diferentes, a porta eletricamenteidntica e pode ser usada para qualquer uma das funes.


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Acesso a Rede ISDN Basicamente se disponibiliza em dois tipos:

BRI (Basic Rate Interface) Disponibiliza dois canais digitais de 64Kbps (Canais B) e um canal

de 16Kbps (Canal D)

Layer Protocol) baseado em HDLC (high-level data link control).

PRI (Primary Rate Interface) Disponibiliza em acessos E1 (2Mbps)

30 Canais de 64Kbps (canais B) e um canal de sinalizao de64Kbps (canal D) Equipamento semelhante ao Modem CSU/DSU (Chanel Service

Unit/Data Service Unit).


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Em acessos residenciais a interface maiscomum a ISDN BRI, na qual com dois

canais de 64Kbps possvel ligar um

telefone e um computador. Cada canalno acesso ISDN BRI deve ter um nmero

ou en ereo an ogo ao n mero otelefone) e identificador de acessochamado de SPID (Service Profile

Identifier) utilizado pelos Switches ISDNda rede para realizar a comutao e

encaminhamento.


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Padres So normatizados pela ITU-T (International

Telecomunication Union) e atuam nas camadas 1, 2 e 3 do

modelo OSI.

Os endereos de acesso so controlados pelos protocolos. . .

Interfaces, conceitos e estruturas da rede utilizam osprotocolos I100, I200, I300 e I400.

A sinalizao e a comutao so realizados pelos protocolosQ.921 (LAPD) e Q.931.


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Padres Protocolos E Recomendam padres de rede de telefoniapara o ISDN. Por exemplo, o protocolo E.164 descreve oendereamento internacional do ISDN.

Protocolos I Tratam de conceitos, terminologia e mtodosgerais. A srie I.100 inclui conceitos ISDN gerais e a

. .

de aspectos de servio do ISDN. A I.300 descreve aspectosde rede. A I.400 descreve a maneira como a UNI fornecida.

Protocolos Q Abordam a maneira como a comutao e a

sinalizao devem operar. O termo sinalizao, nestecontexto, significa o processo de estabelecer uma chamadaISDN.

Processo de Conexo Interface BRI


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Processo de Conexo Interface BRI

Rede ISDN1. Quando uma chamada se inicia, envia-se o nmero

chamado rede ISDN pelo canal D.

2. O Switch ISDN da rede que recebe a chamada estabeleceum caminho at o switch na ponta de destino e passa o

.

3. O Switch da ponta de destino envia a sinalizao peloCanal D at o destinatrio.

4. Conecta-se o Canal B entre a origem e o destino final paraa transmisso dos dados.


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Uma Rede ISDN transmite pacotes

de protocolos de rede (IP, IPX eoutros) encapsulando-os em

pro oco os e en ace e re esWAN como PPP, HDLC e LAPD.


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E o que so esses protocolos PPP (Point-to-Point Protocol)

Encapsulamento do datagrama no quadro: Transporta dados da

camada de rede de qualquer protocolo de rede (no apenas o IP) aomesmo tempo.

Capacidade de separar os protocolos na recepo

HDLC Trata-se de um protocolo sncrono, full-duplex, suporta configuraes

ponto-a-ponto ou multiponto operando em linhas privadas oudiscadas.

Cada bloco de mensagem transmitido no protocolo HDLC deveobedecer sempre ao mesmo formato: Iniciando pelo campo Flag,precedidos pelos campos de endereo, controle, informao, e FCS(frame Check Sequence), respectivamente.


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E o que so esses protocolos LAPD

Transportar informaes entre entidades da camada 3 atravs dainterface de rede ISDN, usando o canal D. O LAPD inclui funes para :

O atendimento de uma ou mais conexes de enlace de dados no canal D. A

Link Connection Identifier) contido em cada frame.

Delimitao de frame, alinhamento e transparncia, permitem reconheceruma seqncia de bits transmitidos atravs do canal D, como um frame;

deteco e correo de erros de transmisso, de formato e de operao numa

conexo de enlace de dados;

aviso de erros irrecuperveis para a entidade gerenciadora; e controle defluxo.


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Exerccios1. O que ISDN?

2. Descreva as caractersticas das interfaces BRI ePRI.

3. Qual a funo dos equipamentos NT e TA emuma conexo ISDN.

4. Quais os protocolos utilizados em uma redeISDN e suas funes?


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Respostas1. uma rede de comunicao que opera por conexes comutadas, temporrias,que utiliza a rede telefnica digitalizada para comunicao de voz e dados emvelocidades maiores que as conexes dos modems analgicos feitas pela linhatelefnica analgica comum.

2. BRI: conexo bsica com dois canais de 64Kbps (canais B) e um canal D de16Kbps para sinalizao. PRI: conexo E1 (2Mbps) com 30 canais de 64Kbps queperm te a conex o e uma quant a e ma or e equ pamentos.

3. O equipamento NT (Network Terminal) converte a sinalizao dos dois fios darede pblica em quatro fios da arquitetura ISDN. O equipamento TA (TerminalAdapter) converte os sinais de equipamentos no ISDN na sinalizao ISDN dequatro fios que conectada ao NT.

4. E.163 e E.164 para endereamento nas redes I.100, I.200, I. 300 e I.400, naespecificao e estrutura da rede Q.921 (LAPD) e Q.931 para sinalizao ecomutao.


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X.25FRAME RELAYATMMPLS


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X.25 e Frame Relay Rede Orientada para Conexo:

Qualidade de Servio

aturamento


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X.25 Primeira Rede Pblica de Dados

Dcada de 1970 Rede de Telefonia (grande monoplio)

Operaram por cerca de Uma Dcada (Comrelativo sucesso)

Em 1980 foram substitudas pelo Frame Relay


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Frame Relay Servio Orientado a Conexo

Comutao por Pacote (64Kbps a 2Mbps) um protocolo de Enlace

Comunicao de Dados entre dois pontos virtual, permanente, logicamente configurado)

Em sua configurao possui um nmero de

identificao (origem/destino) DLCI (Data LinkControl Identifier).

Definies Utilizadas em Redes Frame


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Relay VC (Virtual Circuit):

Circuito virtual estabelecido entre origem/destino. Pode ser

permanente PVC ou Temporrio SVC.

PVC (Permanent Virtual Circuit): uan o o c rcu o prees a e ec o e xo.

SVC (Switched Virtual Circuit): Circuito dinamicamente estabelecido.

AR (Access Rate): Velocidade do Link de acesso do roteador rede frame-relay.



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Relay Local Access Rate:

Velocidade do link de acesso rede.

omm e n orma on a e :

Velocidade mnima, garantida pelo provedor doservio com o qual o VC transmite dados na redeframe relay. Quando a rede est livre a velocidade

pode extrapolar o CIR, processo que se chamavelocidade burst ou rajada.



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Relay DLCI (Data Link Connection Identifier):

um nmero que identifica o circuito lgico entre o

roteador e o switch da rede frame relay. O Switch associaos DLCIs dos roteadores das pontas para criar um PVCentre ambos.

IARP (Inverse address Resolution Protocol); Associao do endereo de rede ao DLCI

FECN (Forward Explicit Congestion Notification): Bit do header do frame que, se ativado pelo switch da

rede, indica que h congestionamento de trfego a frentena rede.



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Relay BECN (Beckward Explicit Congestion Notification):

Quando o switch da rede detecta o congestionamento, ativa o

bit do header do frame e encaminha-o de volta ao roteadorpara que ele reduza a velocidade de transmisso dos pacotes.

Com o bit ativado, indica que o frame no tem prioridade epode ser descartado em detrimento de outros frames, em casode problemas na rede.

DTE (Data Terminal Equipment): Equipamento conectado ao circuito, (roteador)



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Relay DCE (Data Communications Equipment):

Equipamento de comunicao ao qual o DTE est ligado.

(switches frame-relay da rede).

LMI (Local Management Interface): Protocolo usado entre o roteador e o switch da rede

frame-relay, faz o gerenciamento entre ambos. O mais utilizado (DLCI1023 (cisco)).

LAPF (Link Access Procedure-Frame mode bearerservices): Campos de controle (header e trailer) do frame-relay.


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Servios Configurveis do LMI Quando um roteador recebe uma informao LMI do

switch ao qual est conectado, atualiza o status do CV (PVC)

de acordo com a informao recebida. O status passa a ser;

Active State:

switch.

Inactive state: Aponta que a conexo do roteador ao switch est ativa, mas a do

roteador remoto ao seu switch no est operacional.

Deleted state: Mostra que no h comunicao entre o roteador e o switch.


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Frame Relay Tem por caracterstica no-existncia de qualidade de

servio.

Frame possui tamanho varivel o que gera problemas.

Inicialmente somente via PVC depois SVC.

Utiliza tcnica de Multiplexao STDM (Statistical TimeDivision Multiplex)


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Frame RelayFrame Relay

TrailerFrame RelayHead (edge)

Flag(7E)

Flag(7E)

FCSInformaoCntrl(03)

Endereo(2 Bytes)

DadosPIDOUIINLPID(0X80)

IPX, DECnet, Apple Talk, 802.3 Bridge

Quadro Frame Relay Adaptado (MORAES, 2008)

Nos equipamentos comutadores FR, os


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quadros que chegam nas portas de entrada docomutador so analisados e, de acordo comos valores do DLCI, so encaminhados a uma

determinada porta de sada do comutador.

,

mapeamento das portas DLCIs de entradapara as portas DLCIs de sada. Assim, osquadros vo sendo encaminhados,

equipamento a equipamento, desde a origemat o destino.

Sendo Assim:


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Sendo Assim:

O Caminho Fim a Fim percorrido denominado

Circuito Virtual Permanente (PVC).

E porque Virtual???

E a comutao?


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E a comutao?

omo acon ece


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O ATM

ATM (Asynchronous Transfer mode)


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ATM (Asynchronous Transfer mode)

Tecnologia padronizada pela ITU-T

Baseado na Comutao por Clulas (Fixo) (CellRelay).

ossu ytes e ea er e ytes para

transporte de dados = 53 bytes

Redes do Tipo faixa larga (Broadband

Integrated Services Digital Network B-ISDN)

ATM Princpio de funcionamento


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O Modo de Transferncia Assncrono (AsynchronousTransfer Mode ATM) uma tecnologia rpida de

comutao de pacotes, orientada conexo.

A unidade de transmisso e comutao designa-se porC u a pacote e comprimento ixo e pequeno

As Clulas so transportadas em Circuitos Virtuais(Comutados ou Permanentes)

O processo de comutao simplificado, uma vez que noso suportados nos ns da rede mecanismos complexos decontrolo de erros e de fluxo



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Os fluxos de clulas de vrios Circuitos Virtuais somultiplexados e competem pelos recursos da rede.

So necessrias filas de espera para arbitrar o acesso aos

prazo)

Visto que uma rede ATM suporta servios com diferentescaractersticas e diferentes requisitos de Qualidade de

Servio (QoS), so necessrios mecanismos de controle detrfego que permitam diferentes tipos de reserva eatribuio de recursos aos fluxos em competio.

Clula ATM


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Clula ATM

DadosCabealho

48 Bytes5 Bytes

GFC (UNI) or

(VPI) NNI 8765

VPI

4321 8765

VCI

4321 87654321 8765

PTI

432

CLP

1

HEC

87654321

5 Bytes

VPI Virtual Path IdentifierVCI Virtual Channel IdentifierPTI Payload Type Indicator

CLP Cell Loss PriorityHEC Header Error CheckGFC Generic Flow Control

Adaptado: Moraes 2008.

Formato da Clula ATM


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Formato da Clula ATM

Onde:CFG : Definido para uso pelo mecanismo de controle de fluxo genrico.

VPI e VCI: Identificao das clulas de destinos / rede.PT or PTI: Indica o tipo de informao contida na Clula.CLP: Indica a prioridade em caso de descarte de clula.HEC: Deteco de Erros do cabealho.

Especificaes das Clulas ATM


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Especificaes das Clulas ATM

Com base nas informaes contidas noHeader.

-

UNI (User-Network Interface)

Onde NNI (Interface Definida entre os Ns da

rede) e UNI (especificao dos aspectosmecnicos e Eltricos).

Caractersticas do ATM


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a ac e s cas do

Permite Alocao de Banda e priorizao de

trfego. Aceita comutao por Circuitos e por pacotes

erece sca a a e ps at ps .

Multiplexao Inteligente Diferente do TDM

Trabalha com QoS.

Baseada em Comutao por clulas.


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MPLS

MPLS Multiprotocol Label Switching


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p g

O IETF desenvolveu uma arquitectura designada MultiprotocolLabel Switching (MPLS), que se encontra descrita em vriosdocumentos, nomeadamente.

RFC 2702 Requirements for Traffic Engineering Over MPLS RFC 3031 Multiprotocol Label Switching Architecture

RFC 3032 MPLS Label Stack Encoding

RFC 3035 MPLS using LDP and ATM VC Switching RFC 3036 LDP Specification RFC 3209 RSVP-TE: Extensions to RSVP for LSP Tunnels RFC 3212 Constraint-Based LSP Setup using LDP RFC 3270 MPLS Support of Differentiated Services RFC 3564 Requirements for Support of Differentiated Services-awareMPLS Traffic Engineering

MPLS (Multiprotocol Label Switching)


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( p g)

Surgiu da necessidade de otimizar o uso dainternet com tratamento de QoS de um roteador

IP, simplificando o complexo modelo desobreposio do IP ao ATM.

Surgiram tecnologias proprietrias que utilizavamcaractersticas eficientes de comutao do ATM. IP Switching Tag Switching Aggregate Route-Based IP Switching (ARIS) Cell Switching Router (CSR)

O Rtulo MPLS


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Define uma arquitetura e um conjunto de

protocolos para encapsular o trfego IP emum novo cabealho de roteamento.

O Cabealho MPLS


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Campo Label (20bits) Transporta o valor efetivo da clula/rtulo.

Campo Cos (Class of Service), com 3 bits utilizado para classificar a prioridade dos pacotes em at oito

.

Campo S (stack), com 1 bit Indica incio/fim de uma pilha de rtulos hierrquicos.

Campo TTL (Time-to-Live), com 8 bits, prov a mesmafuncionalidade que o TTL do IP, ou seja, a durao de vidapermitida para trfego na rede.

Elementos Principais do MPLS


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LER (label edge Router) Situa-se na borda da rede equipamento que atribui o primeiro

rtulo no pacote a ser transmitido com base no endereo dedestino e qualidade de servio.

Equipamento que efetua a troca de rtulos e faz parte do ncleo

da rede e encaminha pacotes conforme tabela deencaminhamento.

FEC (Fowarding Equivalence Class): Representa servios ou conjunto de servios com qualidade

semelhante ou equivalente. Assim percorrem o mesmo caminhoou rota.



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LSP (Label Switched Path) o caminho virtual Fim a Fim que os pacotes de uma dada

aplicao percorrem na rede, comutando enlace a enlace pelatroca de rtulos, quando alocados a uma FEC.

Base de dados dos equipamentos MPLS que contm a tabela de

encaminhamento com os valores de rtulo/porta de entrada e arespectiva atribuio para rtulo/porta de sada.

LIB (Label Information Base) Base de dados dos equipamentos MPLS contm informao

cruzada do tipo de rtulo a ser utilizado para se obter umadeterminada qualidade de servio na rota.



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LDP (Label Distribution Protocol) Protocolo que distribui automaticamente os rtulos na rede,

configurando as bases de dados (FIB e LIB) dos equipamentosMPLS.

- Enginnering) Protocolo de sinalizao utilizado para solicitar conexes MPLS e

fazer a reserva de recursos na rede.

CR-LDP (Constraint-based Routing Label Distribution

Protocol) um protocolo alternativo ao RSVP-TE de sinalizao e possui

capacidade de estabelecer LSP do tipo strict ou loose (Comconexo e Sem Conexo).

Dinmica do Protocolo MPLS


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Na entrada da Rede MPLS, um rtulo agregadoa cada pacote IP pelo equipamento LER.

Esse rtulo contm informaes do prximoroteador MPLS (LSR)

Depois de recebido o pacote examinado e ele utilizado como um ndice na tabela deencaminhamento, a FIB.



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O rtulo ento redefinido e trocado

(swapped) e o pacote segue pelo caminhocorrespondente a classe de servio (FEC).

Assim que o pacote deixa a rede MPLS, ortulo retirado e o pacote IP original recuperado.



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IP addr Out Label

192. 4/16 5

In Label Next hop

Edge Core

Egress Label Switch

Core Edge

Egress Label Switch

In Out In Out

Core

Label Switch Label Switch

LER

LSR

LER

Layer 2Transport

Assign

InitialLabel

RemoveLabel Layer 2Transport

5 9

Label Swapping

9 2

Label Swapping

192. 4/16 192. 4/165 29

Label Swapping

LSP Label Switched Path


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Fonte: http://paginas.fe.up.pt

O Desmembramento da

l d d d


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Funcionalidade de Roteamento O Roteamento realizado uma nica vez na entrada da

rede pelo LER

O Encaminhamento de pacote baseado nos rtulos e.

E tem por funo separar o roteamento tradicional doIP em duas partes:

A parte de controle (Software) A parte de encaminhamento (Hardware)

O MPLS atualmente a tecnologiad d d


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de rede mais avanada e maisadequada as redes NGN. Onde os

diversos componentes so

fornecedores criando um ambientede competitividade e

especializao. Tronco 2006.

Os principais atributos do MPLS so:


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Maneira mais efetiva de integrar IP e as redes ATM numarede nica.

Reduz o processamento dos roteadores, melhorando aeficincia no encaminhamento de pacotes.

Prov QoS as redes IP.

Resolve problema de Escalabilidade do IP/ATM, em que osroteadores IP tem que ser interconectados com uma malha

de conexes ATM (PVCs) e essas configuraes sorealizadas manualmente pelo operador. No MPLS, asconexes so estabelecidas dinamicamente pelo RSVP ouCR-LDP.



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Nmero de Conexes reduzido secomparado ao ATM

ac ta a opera o e pro etos e re e n ca.

Separa as funes de controle e

encaminhamento de trfego (arquiteturaNGN).



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Opera em qualquer tecnologia de camada 2(desde Ethernet at ptica).

ce ta qua quer protoco o a ama a .

As propriedades de escalabilidade e Engenharia deTrfego so importantes para a implantao do


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Trfego so importantes para a implantao doMPLS, pois permitem criar uma infra-estrutura de

elevado desempenho (elevada capacidade e

pequena latncia), possibilitando economias deescala, oferta de novos servios (e.g, VPNs,

de rotas; por outro lado, os operadores podemtirar partido dos investimentos feitos natecnologia ATM, usando LSRs baseados em ATMou MPLS sobre ATM num modelo overlay(neste

caso, LSRs MPLS comunicam atravs de uma redeATM)

Exerccios


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1. Admita que quer montar um negcio na rea deredes para alugar enlaces (dutos) para

interconexo de empresas corporativas, prestarservios de voz sobre IP e conexo Internet.

implementar sua rede backbone: Frame Relay,ATM ou MPLS. Qual dessas tecnologias voceadotaria? Justifique sua resposta comparandovantagens e desvantagens da tecnologiaescolhida com relao s demais.

Resposta


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A tecnologia MPLS a mais adequada atualmentepara o transporte de VoIP, pois baseada em IP

com as caractersticas avanadas de QoS, reservade banda, configurao automtica de rotas eencaminhamento r ido de acotes. A tecnolo iaATM prov excelente QoS, mas no possui

aprovisionamento dinmico de conexes; quandoo nmero de conexes aumenta, o custooperacional muito alto. O mesmo refere-se aoFrame Relay, agravando ainda o fato de que oFrame Relay possui limitaes de banda nasinterfaces (34 Mbit/s).


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PLC (POWER LINE

COMMUNICATION)

Aula 4

Definio


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A tecnologia PLC se baseia na modulao de sinais detelecomunicaes sobre o canal da rede eltrica.

Inicialmente ela foi desenvolvida observando-sediversos equipamentos que j geravam modulaesnessa rede.

Denominada Broadband PowerLine (BPL).

Sistemas que usam essa tecnologia utilizam a faixa de1,6 a 30 MHz, com taxas de at 200Mbps.

Os sistemas PLC trabalham com a


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Os sistemas PLC trabalham com acamada de enlace do modelo OSI,

podendo ser acoplada a redes TCP/IP.

pacotes TCP e UDP, alm depossurem agentes SNMP para que

se possa monitorar e controlar arede.

Um Pouco de Histria


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PLC no Brasil Primeira PLC do Brasil instalada em Porto Alegre desde

2006. Dificuldade:

Padronizao dos equipamentos de rede.

Alto Custo

A Diretoria Colegiada da ANEEL aprovou, no dia 25 deagosto, as regras para utilizao da rede eltrica paratransmisso de dados, voz e imagem e acesso Internet

em alta velocidade por meio da tecnologia Power LineCommunications (PLC).

A Resoluo Normativa n 375/2009 queb l di d ilh


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A Resoluo Normativa n 375/2009 queestabelece as condies de compartilhamentoda infraestrutura das distribuidoras vai

permitir significativos avanos ao pas, comimportante estmulo incluso digital, pois95% da populao brasileira tm acesso

eletricidade por meio de 63 concessionrias e24 cooperativas, que levam energia a 63,9

milhes de unidades consumidoras.

Um Pouco de Histria


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PLC no Mundo Idia Inicial em 1920 (comunicao em redes de alta

tenso utilizando modulao analgica na faixa de 15a 50 kHz.).

Foi criada em 1930 a RC (Ripple Control) que tinha

como objetivo transmitir sinais de controle emfreqncias baixas(0,1 a 0,9 kHz). Esta tecnologiapermitia que fosse feita comunicao de modounidirecional e foi usada para a realizao de tarefas

como a ativao da iluminao pblica, telemetria,controle remoto e comunicao de voz.

Um Pouco de Histria


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PLC no Mundo J na dcada de 80, algumas empresas de energia

presentes tanto nos Estados Unidos como na Europapassaram a realizar pesquisas para fazer anlisessobre as caractersticas da rede eltrica e acapac a e es a como um cana e comun ca o.

Nos testes realizados, descobriu-se que as faixas de 5a 500 kHz eram as que tinham melhor potencial deusabilidade, devido, principalmente, a relao

sinal/rudo e a atenuao do sinal.

Um Pouco de Histria


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PLC no Mundo Em 1998 foi criado o primeiro prottipo de um

modem que conseguir transmitir a taxas de 60bps adistncia de at 1 km.

Em 1990 tcnica de transmisso bidirecional.

Em 1991 iniciado na Inglaterra testes de transmissoem alta velocidade.

Um Pouco de Histria

PLC M d


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PLC no Mundo

Em 1997, foi anunciado pela Norweb e pela Nortel,

duas empresas distribuidoras de energia eltrica naInglaterra, que os problemas causados por rudos ou

.

Ainda no mesmo ano, essas mesmas empresasafirmaram testes de acesso internet atravs datecnologia desenvolvida. Desse modo, surgiu a DigitalPowerline(DPL), que era uma forma de negcioinovadora na rea das telecomunicaes.

Um Pouco de Histria

PLC M d


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PLC no Mundo

E atualmente alguns fornecedores de

equipamentos desta tecnologia;

EBA, DS2, Ascom.

As Dificuldades Rudos:


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Rudos: Sncrono: Geralmente provocado por dimmers.

Tonal: Pode ser dividido em dois tipos. O no-intencional, gerados pelas fontes de alimentao chaveadas. O intencional causado por intercomunicadores que usam a rede

, .

De Alta Freqncia: Gerado por aparelhos que usam motoruniversal, como em barbeadores, aspiradores e outroseletrodomsticos.

Por Capacitores: Gerado quando se liga/desliga aparelhoseletrnicos. A grandeza do rudo gerado, portanto, dependediretamente do tamanho do capacitor de cada equipamento.

As Dificuldades

Atenuao


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Atenuao

Impedncia da Rede

Interferncias

vlido ressaltar que os


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vlido ressaltar que osequipamentos PLC no devem

estar ligados a estabilizadores ou,

bloqueiam os sinais de altafreqncia.

Tipos de PLC

Q t F i


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Quanto a Frequncia: PLC Faixa Larga (BroadBand) :

Este tipo utiliza grande faixa de freqncias, variando de 1.6a 30Mhz, enquanto que possui alta taxa detransmisso. Este o tipo de PLC que mais vem recebendo

internet.

PLC Faixa Estreita(NarrowBand): Este tipo utiliza uma faixa de freqncia menor, na faixa de

0.1 a 0.9 kHz, possuindo taxa de transmisso menor que

1Mbps. Suas aplicaes geralmente so nas reas de gestode energia eltrica, automao, medio remota, etc.

Tipos de PLC

Q t L li


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Quanto a Localizao: Power Line Indoor Communication (PLIC):

Tem por finalidade criar uma rede local por meio de umacaixa comutadora que injeta dados de uma rede banda largana rede eltrica local. Assim, todas as tomadas se tornam

.

Power Line Outdoor Communication (PLOC): Rede entre subestaes eltricas e redes locais/residenciais

tem por funo a de distribuio do sinal, sendo consideradoum ponto concentrador. Neste ponto possvel conectar

aproximadamente 40 usurios a aproximadamente 2 km seconectado a rede primria (13,8 KV).

Alguns EquipamentosIsolador de Rudos


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Caixa de Distribuio

Modem PLCWireless Phone

Jack System

Transformador

Viso Geral Equipamentos PLC


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Bibliografia

SOARES L F G LEMOS G COLCHER S R d d C d D L


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SOARES, L. F. G.; LEMOS, G; COLCHER S. Redes de Computadores: Das Lans,Mans e Wans s Redes ATM. 2.ed. So Paulo: Campus, 1995.

SOUSA, Lindeberg Barros de. Redes de Computadores: Dados, Voz e Imagem.8.ed. So Paulo: rica, 2005

, am. an roa an w rame e ay an . aEdio, Prentice Hall, 1999.

TANENBAUM, A. S., Redes de Computadores. Rio de Janeiro: Elsevier, 2007.(Programa do Livro-Texto).

TRONCO, Tania Regina. Redes de Nova Gerao - A Arquitetura de

Convergncia do IP, Telefonia e Redes pticas. Ed. Erica, So Paulo, 2006.

Bibliografia

Sites:


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Sites:

http://www.powerlinecommunications.net/ (ltimo acesso em

01/10/2009).

. . .

http://www.gta.ufrj.br/ensino/eel879/trabalhos_vf_2008_2/tulio/index.htm (ltimo acesso em 01/10/2009).

http://www.aneel.gov.br/hotsite/plc/ (ltimo acesso em01/10/2009).

http://www.aptel.com.br/ (ltimo acesso em 01/10/2009).


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Obrigada!

Profa. Etianne Torres

[email protected]

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