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Camada Física§Trata da geração de sinais físicos e sua
propagação através do meio físico de transmissão.
l Natureza de meio físico: sua constituição• Material
– Cabo coaxial– Fibra óptica– ...
• Impedância:– Características da atenuação do sinal
• Dimensões– Extensão
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Camada Físical A forma como os hosts e IMPs são
interconectados ao meio físico .• Codificação do sinal.• Procedimento de multiplexação.• Parâmetros do sinal:
– Freqüência - duração de tempo de um bit– Nível do sinal - tensões, correntes, ...
l Base teórica para comunicação de dados• Análise de Fourier.• Capacidade de transmissão do meio.• Teorema de Nyquist.
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Modos de Transmissão
§ Full Duplex e Half Duplex: Depende do Hardware§ Serial e Paralela § Síncrona e Assíncrona§ Redes mais comum: half duplex e serial
Camada de Enlace
Camada Física
Meio Físico de TransmissãoVolts
100100110 Quadro - bits
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Multiplexação e Características dos Meios de Transmissão§Multiplexação
l Domínio da Freqüência (FDM)l Domínio do Tempo (TDM)
• Síncrona ou Assíncrona.
§Características dos Meios de Transmissão
1/T1/T 2/T
Banda
f(Hz)
0dB-3dB
0dB-3dB
f(Hz)f1 f2
f(Hz) f(Hz)
S(f) S(f)ON/OFF Manchester
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Capacidade de Transmissão de um Canal
- Baud: a freqüência com que um sinal se propaga no meio de transmissão.
- Um canal de 1 Mbaud permite 106 variações do sinal por segundo.
1.A relação entre baud e bits depende da forma de codificação do sinal:
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Capacidade de Transmissão de um Canal
§Código ON/OFF
um canal com capacidade de N bauds pode transmitir até N bits por segundo.
§Código Manchester
um canal com capacidade de N bauds pode transmitir até N/2 bits por segundo.
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Capacidade de Transmissão de um Canal
§Como um canal de N bauds de capacidade máximo pode transmitir mais que N bps?
l Resp. : MODULAÇÃO
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Codificação e Modulação
§Modulação Digital de Sinaisl Variar a amplitude, a freqüência, ou a fase de
um sinal senoidal para representar determinado nível de um sinal digital.
l Exemplos:• IEEE 802.3 (CSMA-CD)
– Código Manchester (sem modulação): 0 e -2,05 volts
• IEEE 802.4 (Token-bus)– modulação FSK
Codificador1011010
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Capacidade de Transmissão de um Canal
- Via teorema de Nyquist, um canal livre de ruídos com largura de banda B transmitindo um sinal com V diferentes níveis possui uma taxa de transmissão T(em bps) dada por:
1.T ≤ 2 B log2 V
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Meios de Transmissão§Par Trançado:
- Constitui-se de dois fios enrolados de forma helicoidal.
§Efeito pelicular: devido às componentes resistivas dos cabos.
§Sinais analógicos e digitais.§Baixo custo e facilidade de instalação.§Freqüência máxima de transmissão:
comprimento e espessura do cabo.- Longas distâncias (Km): 20 Kbps.- Pequenas distâncias (dezenas de m): 100 Mbps.
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Meios de Transmissão
§Cabo Coaxial:l Constituído de um condutor cilíndrico isolado
envolto por uma malha de cobre uma capa plástica de proteção.
l Minimizar ruídos perdar em altas freqüências.l Há basicamente dois padrões de cabos coaxiais:
75Ω e 50Ω.
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Meios de Transmissãol 50Ω são denominados de cabos banda básica:
um freqüência de transmissão, ou duas se for utilizada modulação FSK.
l 75Ω são denominados de cabos banda larga: permite a multiplexação por divisão de freqüência (FDM) de vários canais.
- Aplicações de TV a Cabo.
3. A atenuação do sinal no cabo coaxial depende: - do comprimento;
- das características elétricas;
- da freqüência do sinal e
- do número de conectores existentes.
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Meios de Transmissão§Fibra Ótica:
1. Um sistema de transmissão ótico tem três componentes:- A fonte de luz
1. Luz policromático de comprimento de onda centrado em 0.8 µm.
2. Sinal produzido por LED ou por laser semicondutor.
2.O meio de transmissão (fibra)l O detetor
fotodetectores, transforma sinais ótico em sinais elétrico, photodiodos (tempo de resposta em torno de 1ηs
1Gbps
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Meios de Transmissão§Princípio de funcionamento§Tipos de fibras:
- Multimodo: Possui vários modos, devido ao fenômeno de espalhamento do sinal.
- Monomodo: devido a possuírem diâmetros de apenas alguns comprimentos de ondas, elas funcionam como guias de onda.
- Fibras monomodos são mais precisas que Fibras multimodos.
l Fibras monomodos são mais caras que Fibras multimodos.
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l Comparação entre Fibra e Cabo Metálico:• Banda de Transmissão;- Atenuação
utilização de repetidores- Fibra: 30Km- Cabo Metálico: 5Km
- Isolamento de ruídos;- Corrosão química, devido ao ar;- Peso;- Robustez;- Característica de instalação;- Comunicação unidirecional X bidirecional;- Sistema de interface dos sinais e
l Benefícios de curto prazo e de longo prazo
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Meios de Transmissão- Transmissão Sem Fio (Wireless)
1.Como interligar usuários móveis?
-Resp.: Wireless2. Wireless e Fibra Ótica serão o futuro!!
2.Wireless X Fibra Ótica1. Instalação
geografia2. Banda de transmissão
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Meios de Transmissão- Transmissão via Rádio
- Seguindo a curvatura da terra- Utilizando a ionoesfera
2. Transmissão em Microondas1. Comunicação por visada direta2. Antenas Parabólicas e3. Repetidores distantes até 50Km.4. Absorção da água em aproximadamente 8GHz5. Largamente utilizada em comunicação de longa
distância: telefonia celular e distribuição de TV.
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Meios de Transmissão
§Transmissão Infravermelho e Ondas Milimétricas
l Comunicação de curta distância: controle remoto
§Transmissão de Luz- Sinalização por luz
§Laser: tempo bom e distância curta (<500m).
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Meios de Transmissão§Comunicação por satélites
1.Altas taxa de transmissão;2.Atraso de transmissão;3.Sistema broadcast;4.Transmissão FDM e5.Custo- benefício:
- Geografia- Tipo de transmissão
móvel, broadcast, etc.- Custo de instalação e manutenção.
§Satélites de baixa orbitas (LEO)
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Meios de Transmissão
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Comunicação Local Assíncrona- Há apenas dois componentes: DTE e DCE.
1. DTE (Data Terminal Equipament): equipamento do usuário conectado à rede
computador.
2. DCE (Data Circuit-terminating Equipament) – equipamento que interconecta o DTE com a rede
modem3. O padrão de interface X.21 (ITU), muito
parecido com a RS-232, é o mais utilizado na interconexão de DTE com DCE em rede públicas de longa distância.
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C - controle
R - recepção
I - indicação
S - sinal
B – byte timing
Ga – retorno comum do DTE
G - terra
R - recepção
T - transporte
DTE DCE
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Comunicação Local Assíncrona§Padrão RS-232
l Start bit (zero lógico)l Stop bit (1 lógico)
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Comunicação Local Assíncrona§Comunicação Assíncrona Full Duplex
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Limitações do Hardware Real§A amostragem não pode ser instantânea.
l Devido às distorções no sinal.• Função da distância e da freqüência.
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Comunicação de Longa Distância
§Portadorasl Sinais Senoidaisl Menor atenuação do que pulsos retangulares.
§Modulaçãol Em amplitudel Em freqüêncial Em Fase
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Modem- MOdulação e DEModulação
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Modem- MOdulação e DEModulação