Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 1

Arquitetura de Redes de Arquitetura de Redes de ComputadoresComputadores

Luiz Paulo MaiaLuiz Paulo Maia

Camada FísicaCamada Física

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 2

Processo de transmissão

Canal decomunicação

Dado

Transmisorou origem

Receptorou destino

Codificação Sinal Decodificação Dado

Interface Interface

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 3

Sinais analógico e digital

Tempo

Tempo

(a)

(b)

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 4

Camada física

Camadafísica

Camadafísica

Canal de comunicação

0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

PDU-F0101010101

PDU-F0101010101

Origem Destino

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 5

Sinal periódico

Tempo0 1 2 3

Am

plitu

de

Máx.

Mín.

Tempo0 1 2 3

Am

plitu

de

Máx.

Mín.

(a)

(b)

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 6

Freqüência de um sinal analógico

Tempo0

Tempo0

Tempo0

1 2 3

1 2 3

1 2 3

Ciclo

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 7

Fase de um sinal analógico

Tempo0 1 2 3

Tempo0 1 2 3

Tempo0 1 2 3

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 8

Comprimento de onda

Tempo0 1 2 3

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 9

Exemplo de efeito do ruído

Dadostransmitidos

0 1 0 0 0 0 01 1 1 1

Sinal

Ruído

Dadosrecebidos

0 1 0 1 0 0 01 1 0 1

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 10

Relação sinal/ruído

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 11

Atenuação de um sinal digital

Distância

Am

plitu

de

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 12

Regeneração de um sinal digital

Regenerador

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 13

Sinalização multinível

TempoAm

plitu

de

3

4

2

1

11

10

01

00

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 14

Teorema de Shannon

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 15

Meios de transmissão

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 16

Tipos de sinalização

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 17

Espectro de freqüências

em metros

ELF VF VLF LF MF HF VHF UHF

102 103

SHF EHF

104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 Hz

TelefoneMúsica

Par trançado

Cabo coaxial

Rádio AM Rádio FMTV

MicroondasSatélite

InfravermelhoLaser

Fibraótica

Luzvisível

RádioTelefone celular

106 105 104 103 102 101 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5100 10-6

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 18

Categorias de cabos UTP

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 19

Cabo UTP e conector RJ-45

(a) (b)

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 20

Cabo coaxial

Proteção plástica Condutor externo Isolante Condutor interno

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 21

Refração e reflexão da luz

(a) (b)

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 22

Fibra ótica

Proteção plástica Revestimento Núcleo

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 23

Sistema de transmissão ótico

Fontede luz

Detectorótico

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 24

Refração do sinal na ionosfera

Ionosfera

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 25

Conexão ponto a ponto utilizando microondas

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 26

Comunicação via satélite

Estação B

Satélite

Estação A Estação D

Satélite

Estação AEstação C Estação B

(a) (b)

UplinkDownlink

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 27

Processo de digitalização

CODEC 010101110 InterfaceSinal digital

Sinal analógicoDado digitalDado analógico

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 28

Codificação PCM

Sinalanalógico

SinalPAM

CódigoPCM

1 20 3 4 5 6 7 8 9 10

2

4

6

1

3

5

7

Tempo

Níveis dequantização

Nível Código0 0001 0012 0103 0114 1005 1016 1107 111

Tempo

100 110 111 001 001 101 111 011 001 000 010

4

67 7

1 1 1

5

32

0

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 29

Sinalização digital

010101110

Sinal digital

Digitalização Codificação

Dado analógico Dado digital

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 30

Codificação NRZ-L

0 1 0 0 0 0 01 1 1 1

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 31

Codificação NRZ-I

0 1 0 0 0 0 01 1 1 1

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 32

Codificação Manchester

0 1 0 0 0 0 01 1 1 1

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 33

Modulação e demodulação

010101110

Sinal analógico

010101110

Dado digital Dado digital

Modem Modem

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 34

Chaveamento por deslocamento de amplitude

0 0 0 0 0 001 1 11

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 35

Chaveamento por deslocamento de freqüência

0 0 0 0 0 001 1 11

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 36

Chaveamento por deslocamento de fase

0 0 0 0 0 001 1 11

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 37

Sinalização digital dibit A

mpl

itude

0001

1011

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 38

Sinalização analógica dibit

TempoAm

plitu

de

3

4

2

1

11

10

01

00

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 39

Subutilização do meio

Ocioso

Ocioso

Dados

Tempo(a)

Largurade

bandaOcioso Dados

Tempo(b)

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 40

Multiplexação por divisão de freqüência

Canal 1

Canal 2

Canal 3

Canal 4

Canal 5

Tempo

Freqüência

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 41

Exemplo de FDM

Áudio

Vídeo

Dados

Tempo

Largurade

banda

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 42

FDM e ADSL

0 20 25 200 250 1000 KHz

DownloadUploadTel.

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 43

FDM e TV a cabo

Upload

Download

Tempo

Largurade

bandaCanais

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 44

Multiplexação por divisão de tempo

Canal 1

Canal 2

Canal 3

Canal 4

Canal 5

Canal 1

Canal 2

Canal 3

Canal 4

Canal 5

Tempo

Freqüência

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 45

Transmissão simplex

DadosTransmissor Receptor

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 46

Transmissão half-duplex

DadosTransmissor Receptor

TransmissorReceptorDados

TurnaroundTurnaround

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 47

Transmissão full-duplex

DadosTransmissor Receptor

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 48

Transmissão serial

11101010Transmissor Receptor

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 49

Transmissão paralela

0Transmissor Receptor

0

1

1

1

1

0

1

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 50

Transmissão assíncrona

Transmissor ReceptorA1 1B1 1

Bit deinício

Bit detérmino

Intervalo de tempo

Bit deinício

Bit detérmino

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 51

Transmissão Síncrona

Transmissor ReceptorBloco de

caracteres

SYN

Caractere desincronismo

Bloco decaracteres

SYN

Caractere desincronismo

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 52

Topologias ponto a ponto e multiponto

F

B

A

D E

C

‘

F

BA D

E

C

(b)(a)

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 53

Topologias de rede

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 54

Topologia totalmente ligada

E

A

BF

C

D

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 55

Topologia em estrela

A

C

B

DE

F

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 56

Topologia em estrela utilizando hub ou switch

Estação Estação Estação

Hub ou switch

Estação

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 57

Topologia hierárquica ou em árvore

C

B

DA

F

GE

H

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 58

Topologia hierárquica utilizando hub ou switch

Hub ou switch

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 59

Topologia distribuída

F

B

A

D E

C

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 60

Topologia em barra

F

BA D

E

C

Arqu

itetu

ra d

e Re

des d

e Co

mpu

tado

res –

Lui

z Pau

lo M

aia

Camada Física 61

Topologia em anel

A

C

D

E

F B