tecnologias da rede de acesso

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Tecnologias

da Rede de Acesso

Paula Laurêncio

ISE-UALGCEOT

TECNOLOGIAS DA REDE DE ACESSO

TECNOLOGIAS DE ACESSO POR CABO

• Alta velocidade e QoS

TECNOLOGIAS DE ACESSO SEM FIOS

• Mobilidade e Cobertura

COBRE HIBRIDA WiMAXFIBRA

ÓPTICA CELULAR WiFi

DSL CATV PtP PON

Estão fora da corrida!

ISE

JORNADAS TÉCNICAS DE ELECTROTECNIA 7/3/2012

TEMA: TECNOLOGIAS DE REDES DE COMUNICAÇÃO

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Backhaul

CommunicationTo the Edge

Device Solution

Integration

FUTURO?

SÃO NECESSÁRIAS NOVAS SOLUÇÕES PARA CONSEGUIR ATINGIR OS DÉBITOS BINÁRIOS NECESSÁRIOS AO AUMENTO DA PROCURA DE NOVOS SERVIÇOS DE TELECOMUNICAÇÕES

ISE3



SUMÁRIO

TECNOLOGIAS DE ACESSO POR

CABO

TECNOLOGIAS DE ACESSO SEM

FIOS

FREE-SPACE OPTICS (FSO)

PERSPETIVAS FUTURASISE



ACESSO PORCABO

Soluções em Fibra Óptica: PtP

Soluções em Fibra Óptica: PON

Soluções em Cobre :

Tecnologias DSL

Soluções Híbrida Fibra Coaxial

ISE 6



O VDSL divide-se em VDSL de longo alcance (≤1.5 km) e VDSL de curto alcance (≤0.3km). O VDSL usa como suporte físico a combinação de cabos de pares simétricos e fibra óptica pelo que constitui uma rede híbrida

ADSL

TECNOLOGIAS DSL

ISE

As soluções que usam o par simétrico para suportar acesso digital são derivacões da tecnologia de lacete digital de assinante ou DSL (Digital Subcriber Loop).

VDSL

DSL assimétrico (AsymmetricDSL)

DSL de muito alta velociadade(Very-high-speedDSL)

Um sistema ADSL consiste em modems ADSL colocados em ambas as extremidades do par simétrico, que modulam/desmodulam os canais de informação a transmitir. A técnica de modulação mais usada é a modulação multi-tom discreto ou DMT (discrete multitone).

7



8

TECNOLOGIA ADSL TECNOLOGIA ADSL

A ideia base da DMT consiste em dividir a largura de banda operacional do ADSL em sub-canais de reduzida dimensão e em usar no centro de cada sub-canal uma sub-portadora diferente.

Estas portadoras vão ser moduladas independentemente por diferentes sequências binária usando modulação QAM (quadratura amplitude modulation).

A constelação escolhida em cada sub-canal depende do valor da relação sinal-ruído em cada sub-canal. Quanto maior é S/N maior é a dimensão da constelação considerada e o débito binário obtido!

ISE



9

TECNOLOGIA ADSL

Alcance dos sistema ADSL

Débito Binário[Mbit/s]

Alcance[km]

2 4.100

8 2.500

12 1.300

24 1.000

O problema do ADSL é a limitação alcance/ débito binário!

O problema do ADSL é a limitação alcance/ débito binário!

ISE



TECNOLOGIA VDSL O VDSL de longo alcance aparece associado às soluções em fibra

FTTCab, enquanto o VDSL de curto alcance aparece associado às soluções FTTC/FTTB.

O VDSL de longo alcance suporta um débito descendente máximo de 14.5 Mbit/s e um débito ascendente de cerca de 2 Mbit/s. Os débitos máximos para o VDSL de curto alcance são 58 Mbit/s e 6 Mbit/s.

ISE



ISE

TECNOLOGIA HÍBRIDA FIBRA COAXIAL

11

A rede coaxial apresenta uma topologia em

árvore

Para o fornecimento de serviços interactivos, é necessário usar

amplificadores bidireccionais e um protocolo da acesso múltiplo para evitar colisões entre os sinais de retorno enviados pelos diferentes

utilizadores

Cabeça de Rede

Repartidorcoaxial

Amplificador de troncacom repartição

Utilizador

Amplificador de linha

Nó de acesso óptico Cabo coaxial

Fibra ÓpticaUtilizador

As redes de distribuição de televisão por cabo CATV ( CAble TV) usam uma infraestrura de fibra óptica, para servirem células de 200 a 1000 utilizadores, seguida de uma rede em cabo coaxial



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REDES ÓPTICAS PASSIVAS (PONS)

VideoOLT

1310 nm

1490 nm

1 fibra

AcopladorCWDM

co

1550 nm

Voz+Dados

Voz+Dados

Video

ONU

ONTno edifício

ONU

DSL

Clusters de casas

MDU/MHU/MTU

SDU

CO- Central (Central Ofice)

OLT- Terminal de Linha Óptico (Optical Line Terminal)

ONU- Unidade de Rede Óptica (Optical Network Unit)

ONT- Terminal de Rede Óptica (Optical Line Unit)

ISE



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REDES ÓPTICAS PASSIVAS (PONS)

ISE

VideoOLT

1310 nm

1490 nm

1 fibra

AcopladorCWDM

co

1550 nm

Voz+Dados

Voz+Dados

Video

ONUlocal

ONTno edifício

MDU/MHU/MTU

1244/ 2488 Gbit/s

155 a 2488 Mbit/s

N<= 64

max 20km

GPON permite encapsular diversos tipos de serviços (Ethernet, ATM, telefonia analógica, SDH)

As normas permitem várias opções de débitos binários, simétrico ou assimétrico, mas a indústria tem convertido para os 2.488 Gbit/s de downstream e 1.244 Gbit/s de upstream

GPON–GIGABIT PON



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REDES ÓPTICAS PASSIVAS (PONS) EXEMPLO: REDE MEO FIBRA DA PT

A rede GPON - Gigabit Passive Optical Network apresenta uma topologia ponto-multiponto, formada por equipamentos OLT localizados nas centrais e equipamentos de rede de cliente ONT numa arquitectura FTTH.

ISE



16


O número de clientes máximo por porto GPON é de 64

O Downstream é transportado em 1490nm (TDM) e o Upstream em 1310nm (TDMA).

Em 1550nm é transportado o Overlay RF com os canais analógicos de CATV



17


GPO

NG

PO

N

RF

EDFA GPONEDFA GPON

1:64

EmissorEmissor EDFAEDFA

EmissorEmissor EDFAEDFA

RF

ComutadorComutador

OVERLAY RF

FTTH

As redes de Overlay RF são genericamente constituídas por uma Cabeça de Rede (HE) onde são agregados todos os conteúdos a transmitir e colocados num plano de frequências analógico entre 60 a 860 MHz

A partir do HE é realizado o transporte dos conteúdos através de uma rede de fibra óptica até às centrais GPON – Rede Óptica RF.

O transporte é realizado numa fibra dedicada em 1550nm sendo misturado através de um Mux WDM na central GPON.

HE

WDMWDMONT

COJORNADAS TÉCNICAS DE ELECTROTECNIA

7/3/2012TEMA: TECNOLOGIAS DE REDES DE

COMUNICAÇÃO

SUMÁRIO


CABO


FIOS





ACESSO SEMFIOS

CELULAR WIMAX(WMAN)

WIFI(WLAN) BLUETOOTH

(WPAN)

ISE19



ISE

EVOLUÇÃO DAS REDES SEMFIOS

Árvore do progresso da Tecnologia das comunicações sem fios

IEEE 802.16m (WiMAX) e LTE-Advanced



ISE

Global Information Multimedia Communication Village (GIMCV)

FUTURO- 5G ???

Always Best Connected

2015-2020 ???



3G&4G

WiMAXWi-FiUWB

&Bluetooth

Wide AreaNetwork

Metropolitan AreaNetwork

Local AreaNetwork

Personal AreaNetwork

VÁRIAS TECNOLOGIAS SEM FIOS CO-EXISTEM “The Broadband Wireless Era”



Sem Fios!

Acesso à informação em todos os dispositivos

Comunicações

sem problemas

Os sistemas sem fios ainda não conseguem atingir a qualidade e débito binário dos sistemas por cabo!

Os sistemas sem fios ainda não conseguem atingir a qualidade e débito binário dos sistemas por cabo!

Acesso e utilização da Informação a

qualquer hora e qualquer lugar

VÁRIAS TECNOLOGIAS SEM FIOS CO-EXISTEM VÁRIAS TECNOLOGIAS SEM FIOS CO-EXISTEM

ISE



ISE

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BLUETOOTH (IEEE 802.15.1) O Bluetooth é uma tecnologia que permite uma comunicação simples, rápida, segura e barata entre computadores, smartphones, telemóveis, teclados, ratos, impressoras e outros dispositivos utilizando ondas rádio

Esta tecnologia apresenta a vantagem de não exigir linha de vista entre os equipamentos em comunicação e permite obter um débito binário de1 Mbit/s e pode atingir os 3 Mbit/s JORNADAS TÉCNICAS DE ELECTROTECNIA

7/3/2012TEMA: TECNOLOGIAS DE REDES DE

COMUNICAÇÃO

ISE25

BLUETOOTH

Existem três classes diferentes de Bluetooth, cada uma com potência e alcance diferentes: • Classe 1: alcance de 100 metros / potência máxima de 100 mW.

• Classe 2: alcance de 10 metros / potência máxima de 2,5 mW.

• Classe 3: alcance de 1 metro / potência máxima de 1 mW.

WPAN



ISE26

BLUETOOTH

O Bluetooth utiliza FH-CDMA (Frequency Hopping - Code-Division Multiple Access) de forma a diminuir interferências devido a outros sistemas.



ISE27

ULTRA WIDEBAND (UWB) OFDM-UWB 14 bandas e 6 grupos de bandas Cada banda tem 528 MHz ou 20% da frequência da

portadora 53.3, 80, 106.7, 160, 200, 320, 400 e 480 Mbps por banda Códigos com saltos (hopping) entre 3 bandas e códigos sem

hopping Impulse Radio (IR)-UWBModulação do sinal UWB baseada em impulsos (PAM, PPM, fase, etc.)

Em qualquer dos

formatos, o alcance está restringido

a poucos metros !!!WPAN



ISE28

ULTRA WIDEBAND (IEEE 802.15.3) UWB é a única norma de sinal sem fios capaz de débitos de vários Gbit/s

Equipamento completamente normalizado (e.g. televisores, transceivers de OFDM-UWB já disponíveis comercialmente) pode ser usado

Um número elevado de utilizadores só pode ser servido usando fibra óptica



Wi-Fi (IEEE 802.11) O Wi-Fi consiste num conjunto de especificações para redes locais sem fios (WLAN - Wireless Local Area Network), baseada no padrão IEEE 802.11

Wi-Fi* Hotspot

Wi-Fi*

Com a tecnologia Wi-Fi, é possível implementar redes que ligam computadores e outros dispositivos compatíveis (telemóveis, impressoras, PDA’s ,etc.) que estejam próximos geograficamente

IEEE 802.11a IEEE 802.11b IEEE 802.11g IEEE 802.11n

1999 1999 2003 2009

54 Mbit/s 11 Mbit/s 54Mbit/s 65 a 600 Mbit/s

5GHz 2.4GHz 2.4GHz 2.4GHzou 5 GHz



Wi-Fi (IEEE 802.11)

Redes Wi-Fi disponíveis

Em hotéis, aeroportos, rodoviárias, centros comerciais, bares, restaurantes, escritórios, hospitais, escolas, universidades, etc.,

Oferecendo acesso à internet, muitas vezes de forma gratuita.

Basta um portátil, smartphone ou outro dispositivo compatível com Wi-Fi.

Cobertura até 50m indoor e 100m outdoor



O termo WiMAX (Worldwide

Interoperability for Microwave

Access/Interoperabilidade

Mundial para Acesso de Micro-

ondas) foi criado por um grupo

de indústrias conhecido como

WiMAX Fórum cujo objectivo é

promover a compatibilidade e

interoperabilidade entre

equipamentos baseados no

padrão IEEE 802.16, que

especifica uma interface sem

fios para redes metropolitanas

(WMAN).JORNADAS TÉCNICAS DE ELECTROTECNIA 7/3/2012


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Um sistema WiMax consiste em duas partes:

Uma torre WiMax – similar a uma torre de telemóvel, usada para emitir dados para os clientes. Conhecida como estação base.

Um receptor WiMax – CPE (Customer Premises Equipment).

Funcionando a velocidades mais altas que outras redes sem fios, a WiMax pode atingir uma taxa de transmissão na faixa dos 70 Mbits e distâncias de até 50 km, assim a WiMax abrange um número maior de utilizadores em relação à tecnologia Wi-Fi, ampliando a sua cobertura em áreas mais distantes.

WiMAX



Metro Zone

EnterpriseCampus Piconet

Fixed Indoor

Mobile

802.16-2004

Wi-Fi* Hotspot

Wi-Fi*

Fixed Outdoor

Backhaul

802.16e1ª fase

802.16e

Serviços no Acesso

2.5, 3.5, 5.8 GHz Lic& UnLic

Rede de baixo custo

Serviço PortátilCell Data Overlay Network -

2006 • Freq < 3.5GHz Licenciada• Rede de médio/baixo custo• Focado nos computadores

portáteis

Serviço MóvelDense Cell Overlay

NetworkMobile Triple Play -

2007+• Freq < 2.5 GHz

Licensiada• Rede de médio custo• Vários tipos de

equipamentos portáteis

Fases da Rede WiMAX

http://images.google.com/imgres?imgurl=www.siliconforestforum.com/Intel%20Jones%20Farm%20Campus%201.jpg&imgrefurl=http://www.siliconforestforum.com/directions.html&h=150&w=225&sz=24&tbnid=G9-5tIBprpUJ:&tbnh=68&tbnw=102&prev=/images?q=Jones+Farm&hl=en&lr=&ie=UTF-8&oe=UTF-8&safe=off

http://www.n-gage.com/

2006-2007: WiMAX Certified* Portable Broadband Wireless Access for Laptop Users

INTERNETBACKBONE

Rede de fibra óptica

802.16

Ligação para portáteis802.16

BACKHAUem linha de vista

802.16 PCI

802.16

802.16

ISE35

REDES CELULARES



ISE36

GSM

UMTS

1990

EDGE

LTE AdvancedGPRS

HSPA

HSPA+

LTE

2000 2010

EVOLUÇÃO DAS REDES CELULARESFAMILIA GSM

HSPA High Speed Packet Access LTE Long Term Evolution

GPRS General Packet Radio Service EDGE Enhanced Data rates for GSM Evolution

2G 3G 4G

5G

UMTS Universal Mobile Telecommunications System

GSM Global System for Mobile Communications

?GIMCV



SUMÁRIO


CABO


FIOS





ISE38

FREE-SPACE OPTIC (FSO) Permite ligações PtP bidirecionais sem

fios por sinal óptico com débitos binários de 1.25 Gbit/s para distancias da ordem dos 6 km em linha de vista (LOS) sendo o débito máximo 2.5 Gbit/s.

Utilizando multiplexagem no comprimento de onda (WDM) prevê-se que brevemente se chegue aos 10 Gbit/s



ISE39

FREE-SPACE OPTIC (FSO)VANTAGENS: Nenhuma outra solução sem fios consegue atingir estes débitos

binários tão elevados. Imune à interferência electromagnética Segurança da informação Fácil de restabelecer em caso de catástrofes Instalação fácil, económica e rápida Suporta múltiplos protocolos Não necessita de alocação de frequência

DESVANTAGENS: É afectada por qualquer

obstáculo que atravesse o feixeÉ afectada pelo nevoeiroCintilação

SOLUÇÃO:Utilização de feixes múltiplos!



ISE40

FREE-SPACE OPTIC (FSO) O hardware disponível opera nos comprimentos de onda de

800 nm e 1550 nm (lasers, fotodetectores, etc)

CENÁRIOS DE APLICAÇÃO: Ligação entre edifícios de uma empresa, universidades, etc Backhaul de redes celulares MANSBackup de ligações por fibra óptica (protecção)



SUMÁRIO


CABO


FIOS





ISE42

Já existem ou estão a ser desenvolvidas novas versões das normas apresentadas para funcionarem em bandas de frequências mais elevadas.

Porque as frequências em que funcionam os sistemas actuais não permitem suportar os débitos binários exigidos pelo aumento do tráfego de telecomunicações

A banda das ondas milimétricas nomeadamente a região dos 60 GHz tem sido largamente investigada com vista a aplicações futuras

FUTURO ???



ISE

Solução que integra as PONS com os sistemas sem fios

PON Ring

CO

lw2lw1

li

lk

ln

EDGE ROUTERREDE

METROPOLITANA

REDEMETROPOLITANA

REDE ÓPTICA DE ACESSO

REDE ÓPTICA DE ACESSO

RADIO SOBRE FIBRA (ROF)

FUTURO ???



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RADIO SOBRE FIBRA (ROF)

FUTURO ???



OBRIGADA PELA SUA ATENÇÃO !

[email protected]

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tecnologias da rede de acesso

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