Trabalho de Modulacao
-
Upload
cremildo-samuel-mundlovo -
Category
Documents
-
view
189 -
download
4
Transcript of Trabalho de Modulacao
Escola Superior de Ciências Náuticas
Ordem Conteúdo Página
I Introdução 2
II Resumo 3
III Definição Tráfego 4
IV Aplicação de Tráfego 4
V Comutação 4
VI Modelação de tráfego, Medidas de tráfego 5
VII Fórmula de Erlang para sistemas com perdas 6
VIII Comutação 7
IX Sinalizações 9
X Importância de Comutação e Tráfego 10
XI Conclusão 11
Turma 3R, Discentes: Agostinho Zandamela, Albasine Machel, Cremildo Mundlovo, Milagre Baule 1
Escola Superior de Ciências Náuticas
I. Introdução
O rápido desenvolvimento da tecnologia dos componentes eletrônicos e dos
computadores provocou uma mudança extremamente importante nos equipamentos de
telecomunicações e, por conseqüência, nos equipamentos de comutação telefônica.A
invenção do transistor, com o posterior desenvolvimento de circuitos integrados, bem
como o estabelecimento do controle por programa armazenado(CPA),desempenha um
papel muito importante.
A técnica (CPA) tem possibilitado uma maior versabilidade, obtendo-se daí uma maior
economia, devido, principalmente, a diferentes aplicações que se podem obter de um
mesmo hardware, trocando somente o software.O sistema de comutação digital utiliza em
suas vias de conversação a multiplexação por divisão do tempo.Comutação de pacotes é o processo pelo qual permite que mais usuários usem a mesma
rede, comutação, que tem como objectivo o encaminhamento.
Objectivos gerais
-Conhecer, entender, a comutação, o funcionamento, a aplicação da comutação na área
das Telecomunicações.
-Descrever a comutação, Tráfego.
Objectivos específicos
Definir, estudar o funcionamento, características, propriedades gerais, vantagens e
desvantagens de comutação.
Metodologia de investigação
John Bellamy, Digital Telephony, John Wiley & Sons,1991.
J.E. Flood, Telecommunications Switching, Traffic and Networks, Prentice Hall
International, 1994.
Carlos Salema, Estudo de Sistemas de Telecomunicações, AEIST, 1979.
Misha Schwartz, Telecommunication Networks, Addison-Wesley, 1987.
Turma 3R, Discentes: Agostinho Zandamela, Albasine Machel, Cremildo Mundlovo, Milagre Baule 2
Escola Superior de Ciências Náuticas
II. Resumo
O tráfego telefônico caracteriza-se pela ocorrência de ligações entre um terminal
telefônico e outro, de forma instantânea, originadas e terminadas em estações telefônicas
locais.Entretanto, nos últimos anos, o tempo médio de retenção de chamadas locais tem
crescido substancialmente, devido à utilização da rede telefônica para conexões com a
rede Internet. O total de ocorrências de ligações, ou melhor, tentativas de ligações, como
é de se esperar, varia ao longo do tempo, fundamentado na necessidade ou até mesmo na
ansiedade de cada pessoa. Para o atendimento dessas necessidades, os engenheiros de
telecomunicações buscam dimensionar os meios de forma a satisfazer a relação de
melhor eficiência acoplada a uma economicidade aceitável, definindo desta forma o grau
de atendimento ao serviço telefônico. São instaladas centrais telefônicas, tanto públicas
como privativas (PABX), dimensionadas com um determinado grau de serviço, sabendo
com antecedência que um percentual de chamadas será completado, um outro percentual
terá uma determinada demora e que um terceiro percentual será perdido.É importante
ressaltar que o dimensionamento de centrais telefônicas realizado, enfocando somente um
determinado segmento, não garante um grau de serviço elevado em ligações que
envolvam chamadas interurbanas.
Uma central de comutação digital local é constituída por duas grandes unidades: Unidade
de assinante e concentração (UAC) e unidade do grupo de comutação (UGC). A UAC
pode em alguns casos estar separada da central local fazendo parte da unidade remota. O
equipamento de comutação está situado na unidade de concentração e no UGC. Interface
de linha de assinante (1) Multiplexador Unidade de concentração Bloco do grupo
decomutação Interface de linha de assinante Sistema de controlo da central Controlador
das interfaces.
Turma 3R, Discentes: Agostinho Zandamela, Albasine Machel, Cremildo Mundlovo, Milagre Baule 3
Escola Superior de Ciências Náuticas
III. Definição Tráfego
Tráfego é a ocupação de um circuito medido pelo tempo desta oupação, em segundos,
minutos e horas.
IV. Aplicação de Tráfego
Uma das aplicações mais relevantes consiste em dimensionar o número de troncas
(circuitos) necessárias numa determinada ligação entre centrais telefónicas. Por razões
económicas não é concebível projectar uma rede telefónica com equipamento suficiente
para dar resposta imediata a todos os pedidos de serviço (chamadas), sendo aceitável um
certo bloqueio (pedidos de serviço recusados) ou atraso (nas redes de dados). Por
conseguinte, aspectos como modelação e previsão de tráfego telefónico serão de especial
importância no dimensionamento referido.
V.Medidas de tráfego
As centrais de comutação telefónica desempenham um papel fundamental no
estabelecimento de um circuito entre dois quaisquer assinantes. No estudo do tráfego que
se vai realizar admite-se que as centrais telefónicas são de acesso total, permitindo, assim,
ligar qualquer entrada livre a qualquer saída livre.
Na figura 5.3 representa-se um modelo genérico de uma central telefónica de acesso total
com M linhas de entrada (troncas) e N linhas de saída (troncas). O estabelecimento de um
circuito em resposta a um pedido da chamada implica apresar uma das N troncas de saída
e ligá-la a uma das M linhas de entrada. Se todas as troncas de saída estão ocupadas a
chamada é bloqueada. Obviamente para haver bloqueio é necessário que M>N, ou seja, o
número de entradas é superior ao número de saídas. Um sistema com esta característica
usa concentração e como permite uma partilha dos recursos de saída (troncas de saída)
Turma 3R, Discentes: Agostinho Zandamela, Albasine Machel, Cremildo Mundlovo, Milagre Baule 4
Escola Superior de Ciências Náuticas
conduz a uma redução dos custos.
VI.Modelação de tráfego
Com o objectivo de simplificar a análise admite-se que o tráfego oferecido a um
determinado sistema de telecomunicações (por exemplo uma central telefónica) é
puramente aleatório. Isto quer dizer que, os eventos associados à chegada e terminação
das chamadas são eventos aleatórios e independentes. Um tráfego com estas
características é conhecido por tráfego sem memória e implica que o número de fontes
geradoras de chamadas seja muito elevado. Nesta situação, o número de chegadas de
chamadas num determinado intervalo de t:empo T é descrito por um processo de
Poisson.Assim, a probabilidade P(k) de chegarem k chamadas no intervalo de tempo T .
Fórmula de Erlang para sistemas com perdas
Para se calcular o número de chamadas em progresso para um sistema com um número
de troncas finito vai admitir-se que são válidas as seguintes condições:
- tráfego puramente aleatório;
- existe equilíbrio estatístico, isto é, o número de chamadas originadas num
determinado período (ex. exemplo hora mais carregada) é em média igual ao número
de chamadas terminadas nesse período;
- acesso completo, ou seja, se as chamadas que chegam são ligadas às troncas de saída
por comutadores, estes não introduzem bloqueio (destaque-se que em grande número
de casos práticos isto não é verdade, como se irá ver mais tarde);
- sistema com perdas, ou seja, as chamadas chegadas que não encontram troncas livres
são perdidas. A condição do sistema com perdas tem implícito, que qualquer chamada
perdida não ocupa o equipamento durante nenhum tempo, e que o número máximo da
chamadas em progresso não pode ultrapassar o número N de troncas disponíveis, isto é,
0 ≤ n ≤ N .
Turma 3R, Discentes: Agostinho Zandamela, Albasine Machel, Cremildo Mundlovo, Milagre Baule 5
Escola Superior de Ciências Náuticas
VIII. Comutação
O sistema de comutação é responsável, por sua vez, por estabelecer e manter uma ligação
física (circuito) entre os utilizadores envolvidos numa chamada, durante toda a duração
da chamada, e ainda por interromper essa ligação logo que a chamada termine.
Evolução da comutação
As primeiras centrais de comutação usavam operadores humanos para ligar os circuitos
de entradas aos circuitos de saída e daí designarem-se por centrais manuais, o
desenvolvimento das redes telefónicos tornou impraticável este tipo de operação,
conduzindo à automatização da comutação. As primeiras centrais telefónicas automáticas
usavam comutação electromecânica. A evolução tecnológica conduziu em seguida às
centrais electrónicas e posteriormente às centrais digitais.
Os tipos básicos de comutadores electromecânicos
Comutador passo-a-passo
O elemento de comutação básico de um comutador passo-a-passo é o selector. Na sua
forma mais simples, um selector consiste num conjunto de escovas, que se movem sobre
um conjunto de contactos fixos, conhecido por banco de contactos, em resposta directa
aos sinais decádicos gerados pelo telefone. O movimento das escovas pode ocorrer, quer
na vertical, quer na horizontal. O primeiro dígito do sinal decádico faz com que o
primeiro selector se mova na vertical um número de níveis correspondente ao dígito
marcado, e em seguida na horizontal até encontrar uma linha de saída livre para o
segundo selector. O segundo selector responde ao segundo dígito do sinal de
endereçamento marcado de modo similar. O processo contínua através de tantos
selectores quantos os exigidos pela dimensão do comutador.
Um sistema passo-a-passo usa um método de controlo designado por controlo directo
progressivo. Com este método, cada andar do comutador responde directamente aos
Turma 3R, Discentes: Agostinho Zandamela, Albasine Machel, Cremildo Mundlovo, Milagre Baule 6
Escola Superior de Ciências Náuticas
dígitos marcados pelo assinante chamador, sendo a conexão estabelecida
progressivamente através do comutador.
Comutador de barras cruzadas
O comutador de barras cruzadas usa controlo centralizado para estabelecer as ligações.
Neste caso, o sistema de controlo começa por armazenar os dígitos marcados, para os
processar em seguida e gerar os sinais apropriados para controlar a matriz de comutação
no estabelecimento de conexões. No comutador de barras cruzadas, a matriz de
comutação tem realmente a aparência de uma matriz constituída por barras horizontais e
verticais. Estas barras são operadas por electroímanes activados pela corrente gerada pelo
sistema de controlo, e os pontos de cruzamento são estabelecidos através do contacto
mecânico entre essas barras. A comutação electrónica constituiu uma nova etapa na
evolução das tecnologias de comutação. Nas centrais de comutação baseadas nesta
tecnologia os pontos de cruzamento eram estabelecidos usando os relés de palheta (reed).
O relé de palheta é constituído por um par de contactos, feitos de um material magnético,
que são inseridos dentro de uma cápsula de vidro onde se faz vácuo. A cápsula é
colocada ao longo do eixo de uma bobina, de modo que, quando esta é excitada gera um
campo magnético.
Todas estas técnicas de comutação são técnicas de comutação espacial. Um comutador
espacial liga e desliga contactos físicos usando uma matriz de pontos de cruzamento.
Aqualquer conexão estabelecida através de um comutador espacial corresponde um
caminho eléctrico permanente (circuito), que se mantém durante toda a duração da
chamada.
A comutação digital introduz uma outra dimensão na comutação: o tempo. Por isso, os
comutadores digitais, para além da comutação espacial, usam também comutação
temporal. A necessidade de comutação temporal compreende-se facilmente se se tiver
presente que os sistemas de linha presentes na entrada da central não são circuitos
individuais, mas sim sistemas a 2 Mbit/s (32 canais), ou 1.5 Mbit/s (24 canais). As
centrais de comutação digital são também centrais SPC, ou seja, centrais controladas.
Comutação espacial
Turma 3R, Discentes: Agostinho Zandamela, Albasine Machel, Cremildo Mundlovo, Milagre Baule 7
Escola Superior de Ciências Náuticas
A matriz de comutação espacial é constituída por N linhas de entrada e M linhas de
saída, apresentando NM pontos de cruzamento. Os pontos de cruzamento podem ser
implementados usando contactos mecânicos (comutador crossbar), relés de palheta
(comutador electrónico) ou portas lógicas (comutador digital). Essa matriz não apresenta
bloqueio de interligação (conectividade total); não há chamadas perdidas a não ser que os
circuitos de saída estejam congestionados.
Comutação digital telefónica
A comutação digital também é conhecida por comutação por divisão no tempo, porque
neste tipo de comutação o circuito associado a uma conversação só é activado durante o
intervalo de tempo correspondente a essa conversação. Note-se que, neste método antes
da operação de comutação os canais telefónicos são amostrados à frequência de 8 kHz (o
que origina um intervalo de amostragem de 125µs), codificados com 8 bits e
multiplexados para formar um sinal TDM.
Comutação temporal
A comutação temporal é implementada usando um dispositivo designado por TSI
(TimeSlot Interchange). Exemplifica-se em seguida a utilização de um TSI para realizar o
intercâmbio de time-slots entre tramas de entrada e tramas de saída. Implementação
(Escrita sequencial e leitura aleatória).
IX – Sinalizações
Os sistemas de comutação foram projetados para suprirem a necessidade do homem na
troca de informações à distancia, sejam elas de voz, dados ou imagem. Se por um lado
existem os usuários (homens), por outro existem os equipamentos, aparelhos telefônicos,
centrais telefônicas, dentre outros (máquinas), que permitem que essas trocas sejam
possíveis.A sinalização é a maneira criada e padronizada para que o homem troque
informações com a central (comunicação homem-máquina), e para que uma central se
comunique com outras centrais no estabelecimento de uma chamada, visto que os
Turma 3R, Discentes: Agostinho Zandamela, Albasine Machel, Cremildo Mundlovo, Milagre Baule 8
Escola Superior de Ciências Náuticas
sistemas de comutação formam um sistema complexo e distribuído.Existem os seguintes
grupos de sinalizações padronizadas:
-Sinalização Acústica; inalização de Linha; Sinalização de Registro;
-Sinalização Associada a Canal; -Sinalização por Canal Comum.
VII Importância
Comutação e Tráfego
O comutador possibilita ao sistema de radar emitir sinais e recebê-los na mesma antena. Em geral, atua como um relê entre a antena e o conjunto transmissor/receptor. Isso evita que o sinal de grande intensidade vindo do transmissor chegue ao receptor causando sobrecarga, pois o receptor espera por um sinal de retorno de baixa intensidade.O relê comutador conecta o transmissor à antena somente quando o sinal está sendo transmitido. Entre dois pulsos, o comutador desconecta o transmissor e liga o receptor à antena.Para o radar de pulso contínuo, o receptor e o transmissor operam ao mesmo tempo. Este sistema não opera com comutador. Neste caso, o receptor através de uma cavidade ressonante separa o sinal por freqüências automaticamente.Como o receptor precisa interpretar sinais fracos ao mesmo tempo que transmissor está operando, os radares de onda contínua têm duas antenas separadas, uma de transmissão e outra para recepção defasada da primeira.A metodologia para o cálculo usa a intensidade de tráfego de voz (em erlang) na HMM (Hora de Maior Movimento) e transforma-a em taxa de transmissão (bits por segundo), de acordo influenciar na taxa de transmissão requerida pela rede de dados para suportar voz e dados no mesmo meio de transmissão, assim como a qualidade da voz para os usuário.
VIII. Conclusão
Uma rede comutada por circuitos é um tipo de rede no qual o caminho físico é obtido e
dedicado para uma única conexão entre dois end-points (hosts) durante o tempo da
conexão. O serviço de voz telefônica é deste tipo. A companhia reserva um caminho
Turma 3R, Discentes: Agostinho Zandamela, Albasine Machel, Cremildo Mundlovo, Milagre Baule 9
Escola Superior de Ciências Náuticas
específico para o número que você discou durante a sua ligação. Durante este tempo,
ninguém pode usar as linhas físicas envolvidas comutação por pacotes.Um caminho de
comunicação dedicado é estabelecido entre duas estações através dos nós da rede nas
redes com comutação por circuitos. O caminho dedicado é chamado uma conexão
comutada por circuito. Um circuito ocupa uma capacidade fixa de cada ligação durante o
tempo da conexão. A capacidade não utilizada pelo circuito não pode ser usada por
outros circuitos.
Vantagens:
1. Largura da banda fixa, capacidade garantida (nenhuma congestionamento).
2. Variação do atraso fim-a-fim baixo (atraso é quase constante).
Desvantagens:
1. Iniciar e Terminar conexões introduz overhead.
2. Utilizador paga o circuito, mesmo quando não utiliza.
3. Outros utilizadores não podem usar o circuito nem sequer se estiver livre de tráfego.
4. Tráfego entre computadores é freqüentemente desigual, deixando a conexão ociosa
a maior parte do tempo.
5. Remetente e receptor precisam enviar e receber a mesma taxa.
Comutação por Pacotes descreve o tipo de rede no qual os pacotes são roteados através
da rede baseado no endereço de destino contido no pacote. Este tipo de comunicação
entre o remetente e o destinatário é conhecido como conexão sem estado. A Internet é
baseada em comutação por pacotes.
Vantagens
1. Comutação por pacotes utiliza recursos mais eficientemente;
2. Tempo de iniciar e terminar ligações é muito pequeno;
3. É mais flexível (ex. não se preocupa muito com o que é enviou, desde que seja
possível colocar em formato de pacote);
4. Emissor e receptor podem transmitir a taxas diferentes;
5. Tipos diferentes de computadores podem comunicar em rede de comutação por
pacotes;
6. Redes de comutação por pacotes não recusam uma conexão; no máximo, atrasam a
ligação até que o pacote possa ser transmitido;
Turma 3R, Discentes: Agostinho Zandamela, Albasine Machel, Cremildo Mundlovo, Milagre Baule 1
Escola Superior de Ciências Náuticas
7. Comutação por pacotes consegue gerir tráfego impulsivo . É mais usado nasredes de
computadores;
Desvantagens
1. Nenhuma garantia nos atrasos;
2. Algoritmos são mais complexos;
3. Demasiados pacotes poderão conduzir a um congestionamento da rede comutada
por pacotes: pacotes que não são guardados ou entregues podem ser descartados;
4. Pacotes podem chegar a tempos diferentes e numa ordem diferente de aquela em
que foram enviados: problemático para uma conversa telefônica.
Comutação por Circuitos x Comutação por Pacotes
Os que se opõe à comutação por pacotes, defendem que ela não é apropriada para
serviços de tempo-real. (por exemplo: ligações telefônicas e vídeo conferência), por
causa da variação e da não previsão do delay fim-a-fim.
· comutação por pacotes oferece melhor compartilhamento da banda que comutação por
circuitos.
Turma 3R, Discentes: Agostinho Zandamela, Albasine Machel, Cremildo Mundlovo, Milagre Baule 1