Sistema de Redes 1 Transmissão de dados - Sinal - 1ª parte

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1 Sistema de Redes 1 Transmissão de dados - Sinal - 1ª parte
Livros: Redes de Computadores: Das LANs, MANs e WANs às redes ATM - Soares, Lemos e Colcher – Editora Campus; Manual prático de Redes(Ligando micros em Rede) Laércio Vasconcelos- Edit.Laércio Computação; Material de apoio; Artigos e atualidades FAETEC SR1

2 Transmissão de Informações
Comunicação indica a transferência de informação entre um transmissor e um receptor. A posse de informações corretas e de qualidade permite a correta tomada de decisões, direções a serem seguidas e estratégias a serem desenvolvidas nos negócios. A informação armazenada é conhecimento acumulado que pode ser consultado, utilizado e transferido, servindo como um fornecedor de ensino e cultura para a sociedade. FAETEC SR1

3 Evolução da informação
1844-Samuel Morse tx da 1a mensagem em uma linha metálica entre Washington e Baltimore TELÉGRAFO Graham Bell Aparelhos para deficientes auditivos, microfone indutivo , microfone a carvão ( 1950) TELEFONE 1895 Marcone transmissor de rádio o satélite artificial, estação repetidora de sinais em órbita da terra. 1997 cabo que conduz feixe de luz, FIBRA ÓTICA. FAETEC SR1

4 FAETEC SR1

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6 Sinal Definição Sequência de estados em um sistema de informação que codifica uma mensagem. Materialização da informação, na forma de impulsos eletromagnéticos. Digitais – só podem assumir valores discretos, sequências de valores definidos em instantes de tempo periódicos enumeráveis, normalmente de um conjunto limitado de valores possíveis. Analógicos – podem assumir qualquer valor real, Tempo contínuo – estado definido em qualquer instante de tempo. FAETEC SR1

7 Onda Senoidal Amplitude
Onda senoidal é a forma mais fundamental de um sinal analógico periódico (que se repete).Amplitude Tempo Amplitude máxima intensidade de energia ( medida em Volts) Ela possui 3 parâmetros:amplitude máxima, frequência e fase FAETEC SR1

8 Onda Senoidal Frequência
Período é a quantidade de tempo, em segundos, que o sinal precisa para completar um ciclo. Frequência é o número de períodos em 1 segundo. F=1/T T=1/F Período expresso em segundo e freq. expressa em Hertz. 3 períodos em 1s Frequência é 3 Hz segundo T Período1/3 S FAETEC SR1

9 Três ondas sinodais com a mesma amplitude e frequência, mas com fases diferentes.
Fase é o deslocamento da onda senoidal. Ela é medida em graus(360 o ) ou radianos. FAETEC SR1

10 Sinais analógico e digital
AnalóAnalógico Variação contínua de amplitude. Digital Variação discreta de amplitude. Qualquer informação pode ser codificada e transmitida por um sinal analógico ou digital. contínua de amplitude. Variação discreta de Qualquer informação pode ser codificada e transmitida por um sinal analógico ou digital. FAETEC SR1

11 Analógica x digital Analógica: mundo real,som,luz,...
Desvantagem:o receptor não tem como verificar se o sinal recebido está correto ou não ,não há interferência eletromagnética. Digital:existem mecanismos para correção de erros,(protocolos). No mundo real, as informações são analógicas, isto é, podem assumir qualquer valor ao longo do tempo dentro do intervalo -∞ e +∞; A grande vantagem da informação analógica – que é poder representar qualquer valor – e também é a sua grande desvantagem. FAETEC SR1

12 Informação Analógica X Digital
Os computadores usam um sistema de informação digital, onde somente são possíveis dois valores: 0 e 1; Os computadores só entendem números e, portanto, toda e qualquer informação é transmitida pela rede em forma de números. Como os dados transmitidos são na realidade números, o dispositivo receptor pode usar mecanismos de correção de erro para verificar se o dado está correto ou não. FAETEC SR1

13 Processo de Transmissão
O processo de transmissão envolve, basicamente, cinco partes: transmissor, mensagem, canal de transmissão, protocolo de comunicação e receptor. FAETEC SR1

14 Modos de Transmissão Simplex: nesse tipo de transmissão de dados um dispositivo é o transmissor e outro dispositivo é o receptor , sendo que esse papel não se inverte, isto é, o dispositivo A é sempre o transmissor e o B é sempre o receptor. A transmissão de dados simplex é, portanto unidirecional. Ex: tx da tv aberta, teclados, monitores tradicionais. FAETEC SR1

15 Modos de Transmissão Half-duplex: esse tipo de transmissão de dados é bidirecional mas por compartilharem um mesmo canal de comunicação, não é possível transmitir e receber dados ao mesmo tempo. Não há como as partes transmitirem dados simultaneamente. Comunicação com walk-talkies. FAETEC SR1

16 Modos de Transmissão Full-duplex: é a verdadeira comunicação bidirecional. Ambos podem transmitir e receber dados ao mesmo tempo. Este tipo é recomendado para dispositivos que necessitem de alto desempenho, como servidores de arquivo. As placas de rede permitem esse tipo de comunicação estão ficando cada vez mais baratas, é comum encontrarmos hoje em dia, aumentado o desempenho da rede. Exemplo: a rede telefônica, as pessoas podem ouvir e falar ao mesmo tempo . FAETEC SR1

17 Transmissão de dados O modo de transmissão é uma maneira de transmitir bits de forma que estes possam ser recebidos adequadamente pelo destinatário. No entanto, para que a informação enviada seja corretamente interpretada, o receptor deve conhecer a priori os instantes que separam os bits dentro do caractere. FAETEC SR1

18 Forma de transmissão de dados
Há duas formas básicas de transferir dados entre o computador e seus periféricos: serial e paralela. Para que as possamos entender, há que saber sob que forma os dados são transferidos. Portanto, transmitir dados é, em última análise, transmitir bytes, ou conjuntos de oito bits. Que são transportados em condutores elétricos sob a forma de pulsos de tensão. Um pulso de, digamos, cinco volts representa “um”. A ausência do pulso (que pode ser interpretada como um “pulso de zero volts”) representa “zero”. Podemos transmitir oito bits em série, sob a forma de pulsos de tensão um após o outro através de um único condutor (e seu fiel companheiro, o fio terra) em um determinado ritmo — ou frequência — ou transmiti-los simultaneamente, na mesma frequência, através de pulsos de tensão em oito condutores paralelos (e seu terra, naturalmente). A primeira forma é a transmissão serial. A segunda, a transmissão paralela. FAETEC SR1

19 Transmissão Paralela Na transmissão paralela, o transmissor envia todos os bits de uma só vez para o receptor. Uma desvantagem da transmissão paralela é que normalmente os fios ficam lado a lado e um fio poderá criar uma interferência eletromagnética no fio adjacente, corrompendo os dados; A transmissão paralela é altamente dependente do meio (sistema de fios) usado; A transmissão paralela é usada somente por dispositivos com cabo curto; FAETEC SR1

20 Transmissão em Série Na comunicação em série, é necessário somente um fio para transmitir os dados. Os bits são transmitidos um a um; A comunicação em série tem como vantagem o limite de comprimento do cabo ser maior e também a grande vantagem de somente usar um canal de transmissão (um fio). FAETEC SR1

21 Paralela X Serial Com o aumento da capacidade de processamento dos chips modernos, que operam hoje na casa dos GHz (gigahertz, ou bilhões de ciclos por segundo), juntar oito a oito os bits que chegam um após o outro em uma conexão serial e montar os bytes correspondentes é uma brincadeira de criança. Não é preciso sincronizar condutores paralelos, apenas esperar os pulsos que chegam através de um único condutor Em suma: a interface paralela tende a desaparecer simplesmente porque a evolução da capacidade de processamento fez com que, nas elevadas frequências empregadas nos barramentos modernos, seja muito mais fácil desmontar os bytes na origem, transportá-los em série através de um único condutor e remontá-los no destino do que, usando condutores em paralelo, fazê-los partir e chegar ao destino exatamente ao mesmo tempo. FAETEC SR1

22 Tipos de Transmissão Serial
Existem tipos de transmissão de dados, assíncrona, síncrona e isócrana. Na transmissão assíncrona, os caracteres são enviados um a um, sem controle entre um e outro. O início de cada caractere é indicado por um bit 0 (start bit) e o fim do caractere é indicado por um bit de fim 1 (stop bit) que indica o término desse caractere. Eles alertam o início e o final de cada byte. A transmissão assíncrona é utilizada em baixas velocidades, sendo uma solução de baixo custo. FAETEC SR1

23 Tipos de Transmissão serial
Na transmissão síncrona, os caracteres são enviados em blocos (frames). Os caracteres são transmitidos em intervalos de tempos definidos e não aleatoriamente como no assíncrono. Caracteres de sincronismo são enviados ao longo da transmissão, sincronizando assim o início dos blocos de caracteres.O receptor conta os bits à medida que eles chegam e os agrupa em unidades de 8 bits. FAETEC SR1

24 Assíncrona x síncrona Vantagens
Em relação a transmissão assíncrona, a tx. Síncrona é mais eficiente, pois a proporção de informação para sinais de controle (sincronização) é bem maior, não necessitando de sinais de início e fim de caracter (start/stop bits) . Facilita o uso de algorítmos de compactação devido ao armazenamento em buffer. Isto permite aumentar a velocidade de transmissão. A transmissão síncrona oferece melhor proteção contra erros, pois, existe no final deste um conjunto de caracteres para uma verificação de erros: BCC (Block Check Character). Desvantagens Se há um erro de sincronização, todo o bloco é perdido, pois até a ressincronização a amostragem será realizada em instantes incorretos. Exige o uso de buffers, o que encarece o custo do equipamento, pois os caracteres devem ser enviados em blocos e não conforme sua disponibilidade. FAETEC SR1

25 Transmissão Isócrana Embora não haja nenhum intervalo entre caracteres na tx. Serial síncrona, podem existir intervalos irregulares entre frames, daí a necessidade da tx. Isócrana. Em áudio e vídeo em tempo real, no qual retardos desiguais entre frames não são aceitáveis, a transmissão síncrona falha. Não podem existir atrasos entre os frames, somente a sincronização entre caracteres não é suficiente, todo fluxo deve ser sintonizado. A tx. Isócrona garante que os dados cheguem a uma taxa fixa. FAETEC SR1

26 Transmissão de dados. Esquema: Transmissão de Dados paralela Serial
Assíncrona Síncrona Isócrona FAETEC SR1

27 Banda Faixa de frequência entre 2 limites
Elas podem ser analógicas ou digitais AMPLITUDE KHZ KHZ FREQ. FAETEC SR1

28 Banda Passante e largura de Banda
Diz respeito à capacidade de transmissão de um meio de comunicação de dados. A Banda Passante é a faixa de frequência, medida em hertz (Hz) ou ciclos por segundo, que um meio de transmissão pode acomodar fisicamente. A largura de banda é o intervalo de frequências contidas em um sinal composto.É a diferença entre os sinais . Se um sinal composto contiver frequências entre240 e 40 , a largura da banda será = 200 Bits por segundo é uma unidade de largura de banda. A largura de banda é um conceito muito útil. Porém tem limitações. Não importa como você envia mensagens, ou que meio físico você usa.A largura de banda é limitada. Isso se deve tanto às leis da física quanto aos atuais avanços tecnológicos FAETEC SR1

29 Banda Base X Banda Larga
Em função da utilização da largura de banda a transmissão de sinal pode ser realizada em banda base ou banda larga. Nos sistemas de Banda Base usa‑se a capacidade total do meio de transmissão para um único canal, trafegando sinais analógicos ou digitais, porém o digital é mais comum. FAETEC SR1

30 Transmissão em banda base
Usa sinalização digital por um canal simples sinais digitais fluem na forma discreta de pulsos de eletrecidade ou luz exemplos:lans ou rede local. FAETEC SR1

31 Banda Larga Já nos sistemas de Banda Larga o meio de transmissão é usado para transmitir, simultaneamente, vários canais de dados. Usa sinalização analógica e uma faixa de frequências . Banda larga :usa amplificadores. Banda base:usa repetidores. FAETEC SR1

32 Fontes de Distorção de Sinais de Transmissão
Além dos defeitos de distorção dos sinais transmitidos, oriundos da banda passante limitada ao meio físico, outros fatores causarão distorções nos sinais durante a transmissão. Entre eles encontramos: os ruídos presentes durante a transmissão, a atenuação e os ecos. FAETEC SR1

33 Ruídos Em qualquer transmissão, o sinal recebido consiste no sinal transmitido modificado por várias distorções inseridas durante a transmissão devido à interferência de sinais indesejáveis denominados ruídos. O ruído é um dos maiores limitantes do desempenho de sistemas de comunicação. FAETEC SR1

34 Ruídos A quantidade de ruído presente numa transmissão é medida em termos da razão entre a potência do sinal e a potência do ruído, demonimada razão sinal-ruído. Ruídos podem ser classificados em quatro tipos: térmico, induzido, crosstalk e impulsivo. FAETEC SR1

35 Ruídos Térmicosão elétrons em um fio que cria um sinal extra.
Induzido->barulho criado por motores e aparelhos domésticos. Crosstalk -> linha cruzada, um fio sobre o outro. Impulsivo ->é um pico ( grande energia em pouco espaço de tempo), relâmpagos,cabos de força.. FAETEC SR1

36 Atenuação A potência de um sinal cai com a distância, em qualquer meio físico; A atenuação se dá devido a perdas de energia por calor e por radiação. Em ambos os casos, quanto maiores as freqüências transmitidas, maiores as perdas.É medida em decibel, se negativo há atenuação. A distorção por atenuação é um problemas facilmente contornado em transmissão digital através da colocação de repetidores que podem regenerar totalmente o sinal original, desde que a atenuação não ultrapasse um determinado valor máximo. FAETEC SR1

37 Ecos Ecos em linhas de transmissão causam efeitos similares ao ruído. Toda vez que há uma mudança de impedância numa linha, sinais serão refletidos e voltarão por esta linha, podendo corromper os sinais que estão sendo transmitidos. Precauções para que a impedância de uma linha de transmissão não seja alterada podem ser tomadas para evitar a reflexão dos sinais. FAETEC SR1

38 Delay Skew, latência e jitter
Atraso (medido em nano segundos) resultante da diferença de velocidade de propagação de sinais transitando em pares diferentes do mesmo cabo. Jitter-> variação no tempo de chegada dos pacotes na entrega de áudio e vídeo. FAETEC SR1

39 Throughtput Refere‑se à largura de banda real, medida a uma determinada hora do dia, com o uso de rotas específicas da Internet, enquanto é feito download de um determinado arquivo. Infelizmente, por muitas razões, o throughput é muito menor que a largura de banda digital máxima possível do meio que está sendo usado. FAETEC SR1