REDES DE COMUNICAÇÃO

MÓDULO 1

Evolução

A comunicação de dados constitui o processo de comunicação de informações em estado binário entre dois ou mais pontos.

Às vezes, a comunicação de dados é hoje em dia é transferida entre dois ou mais computadores ou entre computadores e terminais, impressoras ou outros dispositivos periféricos.

Código Morse - evolução

Um dos desenvolvimentos mais significativos na comunicação de dados aconteceu no Séc. XIX, quando o americano Samuek F. B. Morse inventou o código Morse. Esta invenção foi sem dúvida a mais importante para a evolução da comunicação de dados. Foi a base de todas as comunicações.

Código Morse - evolução

O código Morse consistia na combinação de "pontos" e "espaço" que representam os caracteres. Alguns caracteres podiam ser transmitidos mais rapidamente, pois dispõem apenas de um símbolo como o "E" e o "T", enquanto o "Z", "Q" e "J" são compostos por 4 símbolos.

Código Baudot - evolução

Assim, o Código Baudot inventado pelo francês Jean Baudot, em 1870, para a perfuração e leitura da fita de papel para utilização em sistemas telegráficos, utilizava um sistema com 5 perfurações que permitia codificar 32 estados diferentes o que era insuficiente para codificar as 26 letras do alfabeto anglo-saxónico e os 10 algarismos, mas que vinha resolver alguns problemas da comunicação.

Evolução

- O CCITT Internacional Aphabe Nº 2 é um código isolado de cinco bits usado para transmissão de telex;

- O EDCDIC, código da IBM de 8 bits para codificação dos caracteres alfa-munéricos usados em computadores, não compatível com o código ASCII, usado principalmente para comunicação síncrona em sistemas ligados a computadores de grande porte.

- O código ASCII foi definido pelo ANSI nos Estados Unidos e pela ISO em todo o mundo.

ASCII - evolução  O código ASCII (American Standard

Code for Information Interchange) foi adoptado pelo governo dos USA porque era utilizável em comunicação de dados. Inicialmente a norma compreendia um código de 7 bit e um bit opcional de paridade que permitia um controlo de validade sobre o código transmitido.

Com 7 bit apenas era possível codificar 128 estados diferentes.  O ASCII evoluiu para um "Extended" ASCII que compreende 8 bit permitindo codificar 256 estados diferentes desde 0000 0000 (00 em hexadecimal) até 1111 1111 (FF em hexadecimal). 

Um dígito binário é comummente chamado bit. A combinação de vários bit’s (8) permitem transmitir um carácter.

Componentes básicos de um sistema de comunicação

Um sistema de comunicação de dados pode ser descrito simplesmente em termos de três componentes: o emissor, o canal e o receptor.

Componentes básicos de um sistema de comunicação

Emissor e Receptor - Designam-se por DTE (Data Terminal Equipment), poderão ser terminais remotos, caixas de multibanco, impressoras etc.

Um modem ou um nó de comunicações numa rede local, também pode ser designado - DCE (Data Communications Equipment), equipamento de comunicação de dados.

Canal - Meio utilizado tanto pelo emissor como pelo receptor no estabelecimento da comunicação.

Distorção, tempo de propagação, ruído - Conjunto de factores que contribuem para a deterioração das mensagens que circulam no canal.

Então é fácil pensar num sistema de comunicação de dados entre os ponto A e o ponto B em termos de circuito de dados universal de sete partes, que consiste nos seguintes itens:

Componentes básicos de um sistema de comunicação

No circuito de dados de sete parte, o DTE pode ser um dispositivo terminal ou parte de um computador, o DCE pode ser um modem se for usado um canal de comunicação analógica.

O sistema de comunicação de dados só está preocupado com a transmissão correcta dos dados e não com o seu conteúdo. Tem como papel principal evitar os erros na transmissão.

Assim, para que possa ser assegurada essa transmissão correcta existem os Protocolos.

Protocolos são regras e procedimentos para comunicações, descritos no papel e aceites pelos fabricantes que projectam produtos e equipamentos informáticos.

Modelo de comunicação

A mídia de transporte utilizada na comunicação: corresponde ao meio físico empregado para a transmissão das mensagens.

Técnicas de codificação e modulação dos sinais: são utilizadas para converter ou modular um sinal digital para um sinal analógico que é basicamente uma onda que vai trafegar na mídia de transporte.

Protocolos de comunicação: os protocolos são regras e procedimentos utilizados no sistema de comunicação para permitir a troca de informações entre eles.

Transmissão Analógica

É o tipo mais comum quando utilizamos como meio de transmissão cabos ou mesmo ar.

A transmissão analógica envia a mensagem gerando ondas eléctricas ou electromagnéticas que possuem variação na amplitude do sinal, na frequência e na fase, de acordo com o tipo de modulação utilizado com a variação de amplitude.

Transmissão Digital

A transmissão digital é baseada no envio pelo canal de comunicação de sinais digitais com um nível finito de amplitude, geralmente dois:0 ou 1.

Estes dois níveis no caso da utilização de um cabo como meio de transmissão são níveis de tensão discretos.

Modulação

Um sinal analógico pode ter um comportamento no qual apresenta infinitos valores de amplitude.

Modulação é o processo pelo qual uma onda portadora analógica pode ser alterada isoladamente ou em conjunto com outras ondas, de forma a seguir um padrão uniforme para a transmissão de dados.

Tipos de Modulação

Os principais tipos de modulação são:

Modulação por amplitude, também chamada de ASK(Amplitude Shift Keying);

Modulação por frequência, também chamada de FSK(Frequence Shift Keying);

Modulação por fase, também chamada de PSK(Phase Shift Keying);

Modulação Digital por pulsos, também chamada de PCM(Pulse Code Modulation). Nesse tipo de modulção, o sinal modulado é transmitido por pulsos em intervalos de tempos distintos.

ASK: Modulação por amplitude

Nesse tipo de modulação a portadora é modulada em amplitude de acordo com o sinal a ser transmitido.

FSK: Modulação por frequência

A portadora é modulada em frequência de acordo com o sinal a ser transmitido.

PSK: Modulação por fase

A portadora é modulada por alternância de fase de acordo com o sinal a ser transmitido.

PCM: Modulação por código de pulso

Cada amostra do sinal a ser transmitido é codificada em pulsos digitais com diferentes níveis de amplitude.

Os pulsos são conhecidos como PAM, entretanto existe um espaço entre os pulsos que permite ao receptor da mensagem executar a processo inverso e obter o sinal transmitido.

Codificação

A codificação é converte sinais digitais seguindo formatos necessários à transmissão e principalmente incluindo no sinal digital o sincronismo de clock indispensável para a transmissão síncrona.

Degeneração dos Sinais

Atenuação: corresponde à perda da intensidade ou amplitude do sinal transmitido com a distância.

Distorção: ocorre pela alteração do sinal devido a uma resposta imperfeita do sistema.

Interferência: provocada pela contaminação do sinal transmitido por outros sinais estranhos do mesmo tipo e frequência do sinal transmitido.

Ruído: sinal de comportamento aleatório que pode ser gerado internamente ou externamente ao sistema.

Transmissão de Sinais Simplex: quando a comunicação ocorre apenas em um sentido.

Half Duplex:nesse caso a comunicação pode ocorrer nos dois sentidos, mas não simultaneamente.

Full Duplex: quando se pode transmitir e receber mensagens ao mesmo tempo.

Transmissão síncrona: utiliza modems síncronos. Esse tipo de transmissão é mais eficiente, porém necessita de clock de sincronismo e de um meio de transmissão mais confiável em virtude de os dados serem transferidos em blocos.

Transmissão assíncrona: utiliza modems assíncronos. É mais adaptável à velocidade e qualidade da linha e não necessita de sincronismo. Devido a overhead de caracteres de controle, é menos eficiente que a transmissão síncrona.

Capacidade de Largura de Banda

A capacidade de largura de banda deve-se a uma série de factores que afectam a transmissão de dados, eles são:

Frequência permitida pela mídia de transmissão Taxa de erro do canal Overhead do protocolo de transporte

A capacidade de largura de banda é caracterizada por: Voice band Narrow band Broad band

Multiplexação

As principais técnicas de multiplexação são: FDM (frequency division multiplexing): multiplexação por divisão de

frequência; TDM (time division multiplexing): multiplexação por divisão de

tempo; STDM (statistical time division multiplexing): multiplexação por

divisão de tempo estatístico.

FDM

FDM é baseada na divisão da frequência total de transmissão do canal em vários subcanais.

TDM

TDM é baseada na divisão do tempo de transmissão do canal em pequenos slots.

STDM

STDM é a mais moderna, e funciona como a multiplexação TDM, entretanto ela aproveita o facto de que a 10 a 30% do tempo os usuários não estão transmitindo no canal, e usa essa banda livre para enviar dados de outro slot, portanto não há o desperdício de banda, como ocorre com o TDM puro.

Trabalho elaborado por:

Leonardo Louro nº16(PowerPoint)

Pedro Pereira nº22(Perguntas)