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Sistemas de Telecomunicações Guiados - ISCTE - Acetatos 1 1

Sistemas de Telecomunicações GuiadosLicenciatura em Engenharia de Telecomunicações e Informática

3ºano, 1º Semestre , 2008/2009

• Leccionada por: João Rebola– e-mail: [email protected]– Gabinete: D616– Cacifo: 324– Telefone interno: 796161

• Página da Cadeira: http://iscte.pt/STG/

• Horário de Dúvidas: Quartas-feiras às 17h30.

• Avaliação– A nota final tem 2 componentes:

- 80% × máx{ 0,5xTeste1 + 0,5xTeste2; Exame }- 20% nota dos laboratórios


• Testes / Exame

– Nota mínima em cada teste: 8,0 valores– Nota final mínima (para quem efectuar laboratórios): 8,0 valores– Nota final mínima (sem laboratórios): 9,5 valores– O 1º teste será um pouco depois do meio do semestre e o 2º será coincidente

com o 1º exame, podendo o aluno optar por um dos esquemas de avaliação.

• Laboratórios

– Nota dos laboratórios vale 4 valores da nota final– A inscrição e marcação dos laboratórios será realizada durante o semestre– 4 sessões de laboratórios– A entrega dos relatório é efectuada na própria sessão de laboratório

• Notas finais entre 8 e 9 valores não há orais• As notas dos laboratórios do ano passado mantém-se para este ano• O cálculo das notas finais é feito às décimas, sendo arrendondado no fim


Programa

1. Introdução2. Rede telefónica pública comutada3. Técnicas de codificação de voz: PCM, modulação delta, PCM diferencial e LPC4. Caracterização da transmissão de sinais5. Meios de transmissão guiada: cabo coaxial e par simétrico6. Transmissão por fibra óptica

Material de estudo: bibliografia

• Folhas do Prof. João Pires (Um bloco sobre sistemas de telecomunicações) • Folhas do Prof. Adolfo Cartaxo (Um bloco sobre transmissão em fibras

ópticas). • Govind Agrawal, Lightwave Technology Telecommunication Systems, 1ª ed.,

2005, ISBN: 0-471-21572-4 • Bruce Carlson, Janet Rutledge e Paul Crilly, Communications Systems, 4ª

ed., 2002, McGraw-Hill, ISBN: 0-07-121028-8


O conceito: Sistemas de Telecomunicações Guiados

• As telecomunicações compreendem o conjunto dos meios técnicos -sistemas - apropriados para codificar, transportar e encaminhar tão fielmente quanto possível informação à distância.

• Fonte de informação: natureza analógica ou digital.• Canal: complexo (e.g., comutação) e imperfeito (e.g. distorção).• Sinais: transportados por ondas electromagnéticas (guiado / rádio).• Critérios de qualidade de serviço: fidelidade, fiabilidade.


Ultravioleta

Infravermelho

Visivel

Ondas milimétricas

SHF (super high frequency)

UHF (ultra high frequency)

VHF (very high frequency)

HF (high frequency)

MF (medium frequency)

LF (low frequency)

VLF (very low frequency)

Áudio100 Km

1 Km

10 Km

1 m

10 m

100 m

1 cm

10 cm

Par simétrico

Cabo coaxial

Guia de onda

Fibra óptica800 nm

2.55 µm

Telefone, dados, vídeo

Satélite, Radar

UHF TV

telemóveis

VHF TV e FM

Telefone e telégrafo

100 KHz

1 KHz

10 KHz

100 MHz

10 MHz

1 MHz

10 GHz

1 GHz

Difusão AM

100 GHz

1014 Hz

1015 Hz

Rádio amador

Cabos submarinosRádio transoceanico

Com

prim

ento

de o

nda

Frequência

1 µm

Ondas longas

Microondas

Feixes Laser

Ondas curtas

Designação Prop. Guiada Prop. Rádio Aplicação

O espectro electromagnético


Evolução das Telecomunicações

• 1837 - Invenção do telégrafo (Cooke e Wheastone)• 1844 - Invenção do código de Morse (Samuel Morse)• 1866 - 1º cabo submarino telegráfico transatlântico• 1875 - 1º cabo submarino telegráfico entre Lisboa e Brasil• 1876 - Invenção do telefone (Alexander Bell)• 1891 - Invenção do primeiro comutador automático (Strowger)• 1894 - Telegrafia sem fios (Marconi)• 1901 – 1ª ligação rádio transatlântica• 1926 – 1ª ligação rádio-telefónica transatlântica• 1928 - Teoria da Amostragem (Nyquist)• 1936 - Invenção do PCM (Reeves)


Evolução das Telecomunicações (cont.)

• 1948 - Invenção do transistor (Bell Laboratories)• 1956 - Primeiro cabo submarino telefónico (53 repetidores, 35

circuitos)• 1957 - Lançamento do primeiro satélite - Sputnik (Russo)• 1959 - Invenção do laser (light amplification by stimulated emission of

radiation)• 1965 - Primeiro satélite geoestacionário (Intelsat1, 240 circuitos)• 1966 - Proposta de usar as fibras ópticas em telecomunicações (Kao e

Hockman)• 1967 - Criação da primeira rede de comutação de pacotes (ARPANET)• 1968 - Primeira central de comutação digital (tecnologia TTL)• 1980 – Início da normalização do GSM


Evolução das Telecomunicações (cont.)

• 1984 - Satélite Intelsat V (12000 circuitos)• 1985 – Proposta da SONET (Bellcore)• 1988 - Primeiro cabo transatlântico digital em fibra óptica TAT 8

(40000 circuitos)• 1990 – Normalização do SDH (ITU-T)• 1988 - Primeira recomendação sobre RDIS de banda larga• 1996 - Cabo submarino óptico TAT 12/13 (122 880 circuitos)• 1997 - Satélite Intelsat VIII (22 500 circuitos)• 1999 - Cabo submarino óptico TAT 14/15 (40 Gbps, ∼ 107 circuitos)• 2000 – Sistemas de transmissão óptica com 160×10Gbit/s


Ramos das Telecomunicações

• TransmissãoCodificação e transporte da informação à distância.

• ComutaçãoEncaminhamento da informação (pôr em contacto dois ou mais utilizadoresquaisquer, de acordo com as suas ordens).

• Controlo e GestãoGarante que as redes de telecomunicações são máquinas dinâmicas, com elevadograu de fiabilidade. A sinalização constitui os meios pelos quais a gestão da redeactua sobre esta.

- Resposta rápida a falhas – fiabilidade- Configuração rápida dos elementos de redeGestãoGestão

ControloControlo - Realizado através da sinalização


Equipamento básico de telecomunicações

Vias de transmissão

Vias de transmissão

Equipamento de rede (nós)

Equipamento de rede (nós)

Suporte de transmissão: pares simétricos, cabo coaxial, fibra óptica e feixes hertzianos

Suporte de transmissão: pares simétricos, cabo coaxial, fibra óptica e feixes hertzianos

Repetidores: amplificadores e regeneradoresRepetidores: amplificadores e regeneradores

Equipamento terminal: telefone, computadorEquipamento terminal: telefone, computador

Equipamento de comutação: comutadores digitais nas redes telefónicas (comutação de circuitos);

routers nas redes de dados (comutação de pacotes)

Equipamento de comutação: comutadores digitais nas redes telefónicas (comutação de circuitos);

routers nas redes de dados (comutação de pacotes)

Sistemas de sinalização e gestãoSistemas de sinalização e gestão

Servidores: dispositivos com capacidade para armazenar informação (servidores de WWW e

cabeças de rede nas redes CATV)

Servidores: dispositivos com capacidade para armazenar informação (servidores de WWW e

cabeças de rede nas redes CATV)


Alguns serviços e débitos binários

� Telefonia 16 - 64 kb/s rede � assin.16 - 64 kb/s assin. � rede

� Acesso Internet 14 - 24000 kb/s rede � assin.14 - 384 kb/s assin. � rede

� Correio electrónico 9 - 128 kb/s rede � assin.9 - 64 kb/s assin. � rede

� Filmes a pedido 1500 - 6000 kb/s rede � assin.9 kb/s assin. � rede

� TV alta definição 12000 - 24000 kb/s rede � assin.- assin. � rede


Tipos de redes de Telecomunicações

• Rede telefónica pública comutada

• Redes de dados pública:– WANs, MANs, LANs

• Rede digital com integração de serviços (RDIS)– Voz, dados, imagem e video

• Redes de satélites– TV, GPS (Global Positioning System)

• Redes híbridas fibra-coaxial (distribuição de TV por cabo)

• Redes para comunicações móveis (celulares)


Estratificação em camadas

• Uma rede de telecomunicações pode dividir-se em camadacamada de de rederedede de transportetransporte e camadacamada de de serviserviççosos.

•• CamadaCamada de de rederede de de transportetransporte

•• CamadaCamada de de rederede de de serviserviççosos

proporciona caminhos à camada de rede serviços

proporciona caminhos à camada de rede serviços

consiste em diferentes redes de serviço, cada uma responsável por

um certo tipo de serviço

consiste em diferentes redes de serviço, cada uma responsável por

um certo tipo de serviço

Rede de Transporte

Redetelefónica

Rede de dados

Redecelular

Redede cabo

Circuitosalugados


Rede de transporte

• assegura uma transferência transparente e fiável da informação àdistância e independente dos serviços

• garante funcionalidades como transmissão, multiplexagem, encaminhamento, protecção, supervisão, etc

• é constituída por diferentes elementos de rede ligados entre sisegundo uma topologia física (normalmente em malha ou anel) e interagindo com o plano de gestão da rede


Rede de transporte (2)

• A camada da rede de serviço é uma rede telefónica comutada cujos elementos de rede são centrais de comutação (CC)

• A rede de transporte é constituída por 5 ADM (multiplexadores de inserção/extracção), interligados por fibra óptica numa topologia em anel

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• SDH – Synchronousdigital hierarchy• WDM – Wavelengthdivision multiplexing• OTN – OpticalTransport Network

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• SDH – Synchronousdigital hierarchy• WDM – Wavelengthdivision multiplexing• OTN – OpticalTransport Network


Hierarquização da rede

� As redes de telecomunicações são normalmente segmentadas numa estruturahierárquica com três níveis: núcleo ou backbone, metro e acesso� As redes de telecomunicações são normalmente segmentadas numa estruturahierárquica com três níveis: núcleo ou backbone, metro e acesso

��abarca grandes distâncias e é usada para transportar grandes quantidades de tráfego��abarca grandes distâncias e é usada para transportar grandes quantidades de tráfego

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• concebida para oferecer directamente conectividade a uma grande variedade de utilizadores

� usa uma grande variedade de tecnologias e protocolos que dependem dos serviços proporcionados

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• concebida para oferecer directamente conectividade a uma grande variedade de utilizadores

� usa uma grande variedade de tecnologias e protocolos que dependem dos serviços proporcionados


Normalização em Telecomunicações- Razões da sua existência -

• Devido ao carácter internacional das telecomunicações é fundamental a normalização, nomeadamente em:

– aspectos técnicos: definição da qualidade de serviço e dos parâmetros que a influenciam; especificação das interfaces, e.g. dos sinais usados na transmissão e sinalização.

– planificação geral da rede: estrutura da rede internacional, plano de transmissão, distribuição dos números telefónicos, etc.

– problemas de exploração e gestão: definição dos preços das chamadas internacionais, análise do tráfego, etc.

• A nível das redes nacionais a normalização é importante para garantir:

– Compatibilidade de equipamento entre os diferentes fabricantes– Assegurar uma qualidade de serviço mínima a todos os utilizadores.– Respeitar as convenções internacionais


Normalização em Telecomunicações- Organismos -

• International Telecommunication Union (ITU) site: http://www.itu.int

• International Standards Organization (ISO)site: http://www.iso.org

• European Telecommunications Standards Institute (ETSI)site: http://www.etsi.org

• Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)site: http://www.ieee.org

• American National Standards Institute (ANSI)site: http://www.ansi.org

• Internet Research/Engineering Task Force (IRTF / IETF) - IABsites: http://www.ietf.org e http://www.irtf.org

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