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DISCIPLINA: TECNOLOGIAS DE COMUNICAÇÃO
Conceitos Básicos de Redes de Telecomunicações
Redes de Telecomunicações Alguns conceitos básicos de redes de telecomunicações e, a partir disso, derivaremos pontos relevantes voltados para redes de transmissão , tais como caracterização dos meios e tecnologias de transmissão e suas aplicações, apresentação de arquitectura para provimento de serviços de usuários finais, descrição e funcionamento de equipamentos específicos de cada rede e passos para planeamento de redes rádio.
Seja qual for o serviço de telecomunicações utilizado, como telefonia móvel , telefonia fixa e cesso banda larga , haverá sempre a necessidade de redes que suportem o tráfego demandado por cada usuário, de forma comprometida com a garantia de confiabilidade e não interrupção dos serviços utilizados.
Com a grande complexidade das redes existentes actualmente, torna-se fundamental entender o que são de fato redes de telecomunicações, como elas podem estar organizadas e como podemos visualizar suas aplicações em nosso dia-a-dia.
Redes de telecomunicações compreendem toda a infra-estrutura necessária para atender aos serviços do usuário final, seja ele um usuário corporativo ou físico.
Para realizar a comunicação entre dois ou mais pontos, as redes fazem uso de sistemas de transmissão , que são basicamente combinações de meios e tecnologias de transmissão****.
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Assim, pode-se encontrar sistemas de transmissão baseados em links de microondas, fibra óptica, par trançado, cabo coaxial ou de satélite e empregando diferentes tecnologias nesses meios, tais como PDH, SDH, ATM, WDM, OTN , etc.
Em redes de telecomunicações hierárquicas, podemos encontrar 3 seções diferenciadas principalmente quanto à capacidade de transmissão de tráfego e às tecnologias de transmissão empregadas, conforme descritas a seguir.
Redes Backbone
As Redes Backbone dão suporte ao tráfego de longa distância e, por sua principal aplicação ser o transporte de informação, apresentam grande capacidade de tráfego e permitem que uma combinação diversificada de tráfego seja transportada por uma única infra-estrutura.
O conjunto de elementos que compõem o backbone é responsável pela transmissão, comutação, roteamento e gerenciamento de tráfego na rede das operadoras.
Essas redes podem apresentar uma porção nacional e uma porção internacional , onde a conexão entre países e continentes é feita através de cabos de fibras ópticas submersos.
A fibra óptica vem sendo bastante utilizada como meio de transmissão das redes de grandes operadoras de serviços de telecomunicações, principalmente devido a sua maior capacidade de transmissão.
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Redes de Acesso
Redes de Acesso , ou redes de última milha , são compostas pela infra-estrutura de conexão entre o usuário final e a rede da operadora.
Elas se caracterizam pela presença de vários protocolos e apresentam um amplo espectro de taxas de transmissão.
Assim, dependendo do meio de transmissão, podem ser empregadas várias tecnologias de transmissão , como xDSL, WiMax, FTTx, etc, de forma a atender os diversos tipos de tráfego gerados por aplicações dos clientes.
Em sistemas de telefonia móvel , o acesso de estações móveis e estações centrais da planta de telefonia, pode ser feito utilizando tecnologias, analógica (FDMA) ou digital (TDMA e CDMA).
Nos próximos artigos, continuaremos o desenvolvimento do tema e dos conceitos básicos de Redes de Telecomunicações.
WiFi e WiMax são Sistemas de Comunicação das Redes Wireless
Nas últimas décadas, as redes de computadores se expandiram significativamente e se popularizaram.
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Para as conhecidas e denominadas Redes Sem Fio (ou Wireless Networks ), os principais Sistemas de Comunicação existentes são o WiFi (Wireless Fidelity) e o WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access).
Redes WiMax O WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) foi desenvolvido para atender a necessidade de acesso à internet móvel e de banda larga entre o assinante residencial/corporativo e a provedora do serviço de acesso, onde não haja infra-estrutura de cabos.
Para o mundo dos negócios, cada vez mais rápido e dinâmico, e também para regiões mais afastadas, onde o cabeamento se torna muito extenso e consequentemente caro, o WiMax se mostra uma alternativa vantajosa.
De modo simplificado, no WiMax um equipamento em uma torre transmite o sinal aos assinantes que, por sua vez, utilizam um equipamento especializado para a recepção do sinal, que pode ficar, por exemplo, no telhado de uma casa ou prédio, ao lado do computador de mesa, ou até mesmo embutido em notebooks ou dispositivos portáteis, onde também podem ser utilizadas placas e adaptação.
Redes WiFi Já a rede WiFi (Wireless Fidelity) precisa de cabeamento: o sinal de internet chega até o roteador através da infra-estrutura da rede telefónica ou da TV a cabo.
Esse equipamento transmite ondas de rádio até os equipamentos como os notebooks, tablets e smartphones.
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A Geração Z, Conectada Desde o Nascimento Sites como o Facebook, Netflix, Vimeo, Youtube , só para citar alguns, estão redefinindo o processo de consumo de informações pela internet, turbinados enormemente pela característica própria da _Geração Z ()_* e sua altíssima taxa de conexão às redes sociais e de uso da internet.
(*) Geração Z, comumente abreviado para Gen Z, conhecida como iGeneration, Plurais ou Centennials, é a denominação sociológica para definir a geração de pessoas nascidas na década de 90 até o ano de 2010.
Os serviços de fornecimento de vídeos sob demanda, como o Netflix e o Youtube , que lançou em 2015 seu serviço pago para assistir conteúdos exclusivos e sem anúncio, o Youtube Red , tem crescido continuamente, assim como o volume de vídeos acedidos por estes sites.
Recentemente (fev/17) outra novidade muito significativa, e de grande potencial de contribuição para mais um aumento monumental de tráfego, foi revelada: o YouTube anunciou o YouTube TV , seu serviço de streaming de TV ao vivo.
O interessante é que, mesmo com todo este crescimento do consumo de vídeos pelos sites conhecidos, alguns relatórios já apontam que a maior parte do conteúdo de vídeos não virá destes sites, mas sim de serviços de vigilância , transmissões em tempo real e videoconferência , devido ao significativo crescimento do uso das câmaras de captação de imagens em tempo real.
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A Explosão do Consumo de Vídeos As operadoras devem se preparar para um aumento contínuo do tráfego de dados, motivado pelo crescimento do vídeo, e do número de dispositivos conectados às redes IP nos próximos cinco anos. As conclusões são da Cisco, no estudo Visual Networking Index. O relatório prevê também que o Brasil mantenha a posição de liderança em geração e consumo de tráfego na América Latina até 2019.
De acordo com o material, a explosão da transmissão de dados por redes IP vai continuar até 2019. Neste período, vamos entrar no que a Cisco chama de “Era Zettabyte”. Nesta era, o consumo mundial por ano será quase o total registado entre 19 84 a 2013. Daqui a cinco anos, o tráfego global alcançará 2 zettabytes por ano. Em cinco anos, vão circular pelos “canos” das operadoras nada menos que 168 exabytes por mês – actualmente, o número é de 59, exabytes.
Na América Latina, o Brasil manterá sua posição de líder em volume de dados consumidos. A região produzia, no final de 2014, 4,3 exabytes por mês. A cifra chegará a 12,8 exabytes em 2019. O Brasil representará 34% do tráfego da região. Nosso consumo vai aumentar de 1,9 exabytes no final do ano passado, para 4,4 exabytes em cinco anos. A aceitação dos serviços em vídeo vai ser o principal driver para a multiplicação do tráfego IP.
O estudo mostra que a demanda por vídeo em dispositivos móveis será superior à da TV Digital ou do vídeo online (em desktops). A Cisco calcula para crescimento composto de 21% ao ano até 2019, quando o consumo de vídeo móvel será mais de 2x vezes superior ao de TV digital, e quase o dobro do consumo online.
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O acesso à internet se popularizou no Brasil e as velocidades dos serviços de acesso aumentaram significativamente
O acesso à internet definitivamente se popularizou no Brasil, segundo mais recente Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílio do IBGE , 57,8% das residências possuíam acesso à Internet em 2015. Além da popularização do serviço em relação ao aumento do número de assinantes, é cada vez maior a disponibilidade de serviços de acesso com velocidades de até 200Mbps. Esses serviços são padronizados, possuem apenas diferença entre as velocidades de download e upload e o lucro das operadoras está relacionado com o aumento no número de assinantes.
Serviços corporativos, além de velocidade, requerem customização
Usuários corporativos também podem fazer uso de serviços padronizados como os usuários domésticos, mas o grande diferencial é a contratação de serviços customizados que oferecem mais do que simples acesso à Internet. Empresas costumam contratar serviços de interligação entre sua sede e filiais, para uso principalmente de serviços corporativos sem uma necessidade tão grande de velocidades de acesso.
Um exemplo de serviços customizados são as redes de lojas de vendas de electrodomésticos. Essas lojas contam com um estoque local e centrais de distribuição regionais. As lojas precisam ter acesso ao estoque disponível e aos valores dos produtos de forma centralizada. Esse perfil de cliente geralmente utiliza VOIP e conta com um sistema próprio, em modo texto ou web bem simples, e necessitam de uma baixa taxa de comunicação para o seu funcionamento.
Este cenário exemplificado se estende para diversos tipos de empresas e as demandas de contratação de serviços corporativos para ligação entre sede e filiais, normalmente, fica próximo de 1Mbps, podendo até mesmo ser de 512kbps ou 256Kbps.
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Os Impactos para Operadoras de Telecom
As operadoras de telecomunicações precisam fazer escolhas baseadas em seu modelo de negócio para manter esse tipo de serviço disponível e com boa margem.
Por um lado, existe um parque de activos em operação capaz de atender a demandas por baixas taxas de transmissão sem a necessidade de investimentos em aquisição de equipamentos, por outro lado esses equipamentos e as redes de transmissão para esses serviços já atingiram ou estão muito próximos do fim de sua vida útil, gerando um alto custo de operação.
As operadoras precisam manter em funcionamento tecnologias antigas, já disponíveis, e implantar novas tecnologias para suportar o crescimento da demanda
Serviços corporativos de baixa velocidade representam uma receita significativa para operadoras, além disso, o preço dos serviços está directamente relacionado com a velocidade contratada. Por conta disso até mesmo redes com tecnologia X.25, que foram criadas na década de 1970, ainda estão em funcionamento no Brasil para alguns contratos antigos.
Taxas próximas a 1Mbps são atendidas principalmente com protocolo ppp (point-to point protocol) ou mlppp (multi-link ppp) , utilizando uma multiplexação TDM (Time Division Multiplexing). Para esse cenário, as operadoras mantêm grandes estruturas de redes TDM que tem seu custo de operação aumentando a cada ano e no limite do seu ciclo de vida, acarretando em muitos casos na interrupção ou redução dos níveis de serviços.
Em um futuro próximo, esse parque de equipamentos não se tornará mais viável economicamente, as operadoras terão que adequar seu modelo de negócio para atender os clientes corporativos com tecnologias mais atuais onde a velocidade não será mais o principal critério para determinação do preço do serviço, e sim as características relacionadas a qualidade do serviço, como por exemplo a priorização de pacotes, latência, jitter e número de rotas MPLS.
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Para uma parte significativa das empresas a melhor solução é contratar um provedor de
telecomunicações para prestar esse serviço de interligação.
Provedores disponibilizam uma grande variedade de tecnologias e capacidade de
transmissão.
Para algumas empresas, porém, é mais adequado o investimento em infra-estrutura própria de telecomunicações de forma a ter o controlo das suas comunicações a um custo mais
adequado.
Nesse conjunto encontram-se as próprias operadoras de telecomunicações e também
empresas de médio e grande porte com algumas características que tornam viáveis os
investimentos em ligações proprietárias.
Ligações Proprietárias
As ligações proprietárias são feitas principalmente de duas maneiras:
- Ligações de fibra óptica;
- Ligações por enlaces rádio;
Fibra Óptica As ligações por fibra óptica apresentam diversas vantagens, e alguns pontos de desafio, conforme relacionadas abaixo.
Altas Taxas de Transmissão Este tipo de tecnologia é considerada a mais adequada devido a sua capacidade de transmissão de dados.
Um exemplo dessa grande capacidade é a utilização de fibras ópticas monomodo que são capazes de disponibilizar taxas de transmissão de 10Gbps a até 40Km sem a necessidade de amplificadores.
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Suporte a Distâncias Consideráveis Em uma cidade ligações da ordem de 40Km como o exemplo apresentado atendem a maior
parte das necessidades.
Para ligações utilizando amplificadores, é possível a ligações de 100Gbps a milhares de
quilómetros.
Operadoras de telecomunicações fazem uso extensivo de redes de fibra óptica para interligação de suas redes dentro de cidades e também entre cidades.
O Custo é um Desafio O grande limitador desse tipo de tecnologia é o custo envolvido.
Em ambientes urbanos é necessário a construção de viadutos subterrâneos ou a celebração
de convénios para a utilização de postes de concessionárias de energia. Nos dois casos os custos são elevados e o tempo de implementação também é grande.
Os Rompimentos: Outro Potencial Problema Outra questão importante é a operação dessas redes, é muito comum problemas de rompimentos de fibras ópticas devidos a acidentes de carro ou escavações inadequadas.
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A Importância da Vista Directa Para obtenção de altas taxas de transmissão, enlaces rádio necessitam de vista directa, ou seja, não deve haver nenhuma obstrução entre as antenas que formam o enlace.
Este tipo de enlace é bastante adequado para empresas em que as filiais estão próximas o suficiente para garantir a vista directa, ou até mesmo para a ligação entre instalações para vencer obstáculos naturais como rios e lagos.
Operadoras Utilizam Torres Operadoras de telecomunicações normalmente possuem torres que se sobressaem em altura ou utilizam topos de edifícios, neste contexto, o uso de enlaces rádio também são bastante adequados, pois é possível a ligação em vista desses pontos.
Ambientes rurais também podem se beneficiar do uso de enlaces rádio através do uso de torres de telecomunicações.
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Esse cenário é muito comum em regiões do interior onde não existem montanhas e grandes desníveis.
As Redes de Telefonia Móvel Especificamente para redes de telefonia móvel existe um tipo específico de rede rádio chamada IPRAN (IP Rádio Access Network) , onde as estações são interconectadas através de rádios IP.
Cada Situação Exige Solução Específica
Para cada situação específica existe uma solução recomendada, seja utilizando enlaces de rádio ou fibras ópticas. O projecto deve considerar todas as necessidades e restrições para adoptar o melhor tipo de ligação.
