aula02 - principios da comunicaçao

Centro Universidade Anhanguera

de Campo Grande – Unidade 1

Superint. CENTRO-OESTE

Tec. Em Redes de

Computadores

Aula02 – Princípios da

comunicação

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Introdução a meios de transmissão

• Quais são os meios de transmissão de dados que você conhece?

• Quais são os que você mais freqüentemente usa?

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Introdução a meios de transmissão

• No nível mais baixo, a comunicação entre computadores ocorreatravés da codificação da informação em níveis de energia.

• Para transmitir informações em fios, por exemplo, basta variar ossinais elétricos para diferenciar o bit “0” do “1”.

• Em transmissão de rádio, a variação do campo eletromagnéticoproduzida permite diferenciar o sinal “0” do “1”.

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Introdução a meios de transmissão

• Função do hardware (codificação e decodificação).

– Providenciar que os dados sejam convertidos em variações deenergia para efetuar uma transmissão em um meio qualquer;

– Transparente para os programadores e usuários.

• Função do software (criar protocolos e tratar erros).

– Providenciar o tratamento de erros ocorridos na transmissão.

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Os meios de transmissão

• Os principais meios de transmissão conhecidos são:

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�Fios de cobre �Fibras de vidro �Rádios

�Microondas �Luz lazer �Satélite

Características dos meios de transmissão

• Podemos observar que os meios de transmissão são divididos em meios

guiados e não guiados:

– Ex. meios guiados: fios, cabo coaxial, fibra de vidro;

– Ex. meios não guiados: rádio, microondas, infravermelho, etc.

• A qualidade dos sinais em uma transmissão de dados em

telecomunicações são determinados ambos pelas características do meio

e do próprio sinal.

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Na informática

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Características dos meios de transmissão

• Nos meios guiados, as limitações são maisinfluenciadas pela tipo de meio utilizado;

• Enquanto que nos meios não guiados, alargura de banda produzida pela antena podedeterminar a qualidade de uma transmissão.

– Meios guiados: fios, cabo coaxial, fibra de vidro;

– Meios não guiados: rádio, microondas, infravermelho,etc.

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Surgimento dos Meios não Guiados

• Os usuários necessitavam de flexibilidade de acesso ao rádio, internet e

telefonia;

• Novos dispositivos móveis foram surgindo;

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Dados e sinais – Cap 3 – Pag. 57-63

• Uma das principais funções da camada física é transportar dados na forma de

sinais eletromagnéticos por um meio de transmissão.

• Geralmente, os dados enviados para uma pessoa ou aplicação não se encontram

em um formato que pode ser transmitido por uma rede.

• Para serem transmitidos, os dados precisam ser transformados em sinais

eletromagnéticos.

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Sinais analógicos e digitais

• Os dados podem ser analógicos ou digitais. Dados analógicos são contínuos e

assumem valores contínuos. O dados digitais possuem estados discretos e

assumem valores discretos;

• Os sinais podem ser analógicos ou digitais. Os sinais analógicos podem ter um

número infinito de valores em um intervalo, os sinais digitais podem ter apenas

um número limitado de valores.

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Comparação de Sinais analógicos e digitais

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Sinais Analógicos Periódicos

• Os sinais analógicos periódicos podem ser classificadas como simples ou

compostos. Um sinal analógico periódico simples, uma onde senoidal,

não pode ser decomposta em sinais mais simples.

• Um sinal analógico periódico é composto por ondas senoidais

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Amplitude máxima

• A amplitude máxima de um sinal é o valor absoluto da máxima intensidade,

proporcional à energia que ela transporta. Para sinais elétricos, a amplitude

máxima é normalmente medida em volts;

• A eletricidade em sua casa pode ser representada por uma onda senoidal com

uma amplitude máxima de 155 a 170 V. Entretanto, é de domínio público que a

voltagem da eletricidade em nossas residências é de 100 a 127 volts;

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Onda senoidal

• A onda senoidal é a forma mais fundamental de um sinal analógico

periódico. Quando a visualizarmos como uma curva oscilante

simples, sua mudança ao longo do curso de um ciclo é suave e

consistente, um fluxo oscilante e contínuo.

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3.19

Dois sinais na mesma fase e freqüência, mas com amplitudes diferentes

Sinais Digitais

• Além de representadas por um sinal analógico, as informações também

podem ser representadas por um sinal digital. Por exemplo, o nível lógico

1 pode ser codificado como uma voltagem positiva e o nível lógico zero

como uma voltagem 0. Um sinal digital pode ter mais de 2 níveis. Nesse

caso, podemos enviar mais de 1 bit por nível.

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Exemplos de sinais digitais

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Taxa de Transferência

• A maioria dos sinais digitais não é periódica e,

conseqüentemente, freqüência e período não

são características adequadas.

• A taxa de transferência é o número de bits

enviados em 1 segundo, expresso em bits por

segundo (bps).22

Um canal de voz digitalizada é obtido digitalizando-se um sinal de voz analógico quepossui a largura de banda de 4 KHz. Precisamos amostrar o sinal com o dobro dafreqüência mais alta (duas amostragens por hertz). Vamos supor que cada amostragemprecise de 8 bits. Qual é a taxa de transferência necessária?

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EXERCÍCIOS

Um canal de voz digitalizada é obtido digitalizando-se um sinal de voz analógico quepossui a largura de banda de 4 KHz. Precisamos amostrar o sinal com o dobro dafreqüência mais alta (duas amostragens por hertz). Vamos supor que cada amostragemprecise de 8 bits. Qual é a taxa de transferência necessária?

Solução

A taxa de bits pode ser calculada como

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EXERCÍCIOS

Exercícios

• Assume we need to download text documents atthe rate of 100 pages per minute. What is therequired bit rate of the channel?

• Solution– A page is an average of 24 lines with 80 characters in

each line. If we assume that one character requires 8bits, the bit rate is:

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Camada Física

• A camada Física OSI fornece os requisitos paratransportar pelo meio físico de rede os bits queformam o quadro da camada de Enlace de Dados.

• Entrega de quadros pelo meio físico local exige osseguintes elementos da camada Física:– Meio físico e conectores ligados– Representação de bits no meio físico– Codificação de dados e informações de controle– Circuito transmissor e receptor nos dispositivos de

rede26

Camada Física - Padrões

• A International Organization for Standardization (ISO)

• O Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

• O American National Standards Institute (ANSI)

• A International Telecommunication Union (ITU)

• A Electronics Industry Alliance/Telecommunications Industry Association(EIA/TIA)

• Autoridades de telecomunicações nacionais, como a FederalCommunication Commission (FCC) nos EUA.

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Funções da camada física

• As três funções fundamentais da Camada Física são:

– Os componentes físicos

– Codificação de dados

– Sinalização

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Codificação

• Codificação é um método de converter um fluxo de bits de dados em um código

predefinido. Os códigos são grupos de bits utilizados para fornecer um padrão

previsível que possa ser reconhecido pelo remetente e pelo receptor.

• Além de criar códigos para os dados, os métodos de codificação na camada física

também podem fornecer códigos de controle, como identificar o início e o fim de

um quadro.

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Sinalização

• A camada Física irá gerar os sinais elétricos,ópticos ou sem fio que representam o "1" e"0" no meio físico. O método derepresentação de bits é chamado de métodode sinalização.

• O método de representação de bits échamado de método de sinalização.

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Métodos de Sinalização

• Os bits são representados no meio alterando uma ou mais das seguintes

características de um sinal:

– Amplitude

– Freqüência

– Fase

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Codificação Manchester

• Em vez de representar os bits como pulsos de simples valores de voltagem, no

esquema de codificação Manchester, os valores de bit são representados como

transições de voltagem.

• Por exemplo, uma transição de uma voltagem baixa para uma voltagem alta

representa um valor de bit 1. Uma transição de uma voltagem alta para uma

voltagem baixa representa um valor de bit 0.

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Largura de banda

• A capacidade de um meio em transportar dados é descrito como a largura de banda

de dados total do meio físico. A largura de banda digital mede a quantidade de

informação que pode fluir de um lugar a outro durante um determinado tempo. A

largura de banda é geralmente medida em quilobits por segundo (kbps) ou

megabits por segundo (Mbps).

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Throughput

• O Throughput é a medida da transferência de bits através do meio físico durante

um determinado período.

• Devido a diversos fatores, o throughput geralmente não corresponde à largura de

banda especificada nas implementações da camada Física, como a Ethernet.

• Diversos fatores influenciam o throughput. Entre esse fatores estão a quantidade

de tráfego, o tipo de tráfego e o número de dispositivos encontrados na rede que

está sendo medida. Em uma topologia multiacesso como a Ethernet, os nós

competem pelo acesso ao meio físico e pela sua utilização. Portanto, o throughput

de cada nó é reduzido com o aumento do uso do meio físico.

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Goodput

• Uma terceira medida foi criada para medir a transferência dos dados úteis.

• Essa medida é conhecida como goodput. O Goodput é a medida dos dados úteis transferidos

durante um determinado período e, portanto, é a medida que mais interessa aos usuários de

rede.

• Diferente do throughput, que mede a transferência de bits e não a transferência de dados

úteis, a goodput conta os bits enviados ao protocolo superior. O Goodput é o valor do

throughput menos o tráfego geral para estabelecer sessões, reconhecimentos e

encapsulamento.

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Referências

• Forouzan

• Academia Cisco

• http://www.hardware.com.br/tutoriais/historia-redes/

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