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Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 2381 Redes de Computadores Fundamentos de Redes de Computadores, Transmissão de Dados e Cabeamento.

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2 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 2381 Redes de Computadores Fundamentos de Redes de Computadores, Transmissão de Dados e Cabeamento

3 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 2382 Redes de Computadores Coleção de computadores inter-conectados

4 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 2383 Objetivos Disponibilizar dados, programas e recursos a todos, desconsiderando a localização física do recurso e do usuário. Baratear processamento Fornecer meio de comunicação eficiente

5 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 2384 Elementos constituintes Hardware –meios de transmissão –interfaces –hubs, bridges, roteadores, repetidores, switches Software –SO –protocolos –Serviços

6 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Meios de transmissão Comunicação entre computadores: codificação de dados na forma de energia. –corrente elétrica, ondas de rádio, luz, etc. Por que saber? –Software de comunicação: deve ser capaz de lidar com erros provenientes do hardware.

7 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Tecnologia de Comunicação de Dados Há duas maneiras para transmissão de dados –Analógico –Digital

8 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 2387 Dado Analógico Análogo: Algo que é similar a alguma outra coisa. Dispositivos que transformam movimento ou condição de um evento natural em sinal elétrico ou mecânico que seja similar.

9 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 2388 Exemplos de dados analógicos Relógio de ponteiros: o seu movimento é análogo ao movimento do tempo. Termômetro: mede temperaturas que mudam constantemente. Ação contínua e a faixa de valores não é limitada.

10 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 2389

11 10 Dados Digitais Não tem faixa muito ampla Não refletem atividade constante. Um sinal digital representa um valor instantâneo de uma situação e não representa um movimento contínuo.

12 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Conversão analógico-digital

13 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Representação de Sinais A/D

14 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Quantisation e Sampling QuantisationQuantisation: incerteza introduzida na conversão de uma valor analógico em número digital SamplingSampling (amostragem): intervalo de aquisição dos dados analógicos

15 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Quantisation Resolução da conversão depende do número de bits: quanto mais bits, melhor a resolução. O número de bits determina o número de divisões uma faixa de inputs pode ser dividida para aproximar um input analógico.

16 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Quantisation Exemplo –valores de 8 bits para representar voltagens de 0-10 V. –8 bits: 256 valores distintos –10 V / 256 = V ! –0 V = V = –Cada mudança de 0.039, indica um novo binário.

17 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Sampling Para representar som digital de forma autêntica é preciso capturar uma amostra de som (sampling) cerca de vezes por segundo ! A gravação de um som autêntico por 1 segundo requer 1.5 milhões de bits

18 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Convertendo tipos de sinais Modem: recebe dados digitais e converte-os para a forma analógica, para transmissão sobre um meio, por exemplo, linha telefônica. MOMOdulator: digital para analógico. DEMDEModulator: Analógico para digital.

19 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Esquema de um MoDem Digital Analógico

20 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Modem externo ligado ao computador. via RS-232 e fiação para linha telefônica com conector RJ-11.

21 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Transmissão de dados

22 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Modem Recebe o sinal de um computador DTE - Digital Terminal Equipment. O sinal digital é usado para modular um sinal em uma portadora analógica. O sinal analógico viaja pela linha. O sinal analógico é detectado por um outro modem(DCE - Digital Communication Equipment), que o decodifica. Outro modem gera sinal digital e leva-o ao DTE.

23 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Sinais digitais 0´s1´s.Representam apenas 0´s e 1´s. Variam menos que sinais analógicos. mais fáceis para decodificar, mesmo que tenham sofrido interferência. baseBand NetworksAs redes que transportam sinais digitais são conhecidas por baseBand Networks. –Redes coaxial 50 ohm / ethernet (utp)

24 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Sinais analógicos AtenuaçõesSofrem menos Atenuações que sinais digitais em longas distâncias. Equipamentos digitais lidam com 0´s e 1´s. O que acontece se o sinal se torna fraco a ponto de não permitir diferenciação? broadBand NetworksAs redes que transportam sinais digitais são conhecidas por broadBand Networks. Cabo coaxial 75ohm (TV)

25 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Analógico x Digital Digital –Mais fácil de regenerar –menos infestado de interferências –Pode ser gravado diretamente em computador –CODEC: Coder/DECoder Analógico Digital (Transmissão) Analógico Linhas ISDN: totalmente digital Integrated Services Digital Network

26 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Métodos de Codificação Digital Fisicamente: comunicação por corrente elétrica, ondas de rádio, luz Computadores: dispositivos digitais corrente elétrica Info. Digital ?

27 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Codificação Polar Corrente elétrica para enviar bits. Voltagem negativa: bit 1 Voltagem positiva: bit 0 Tempo

28 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Codificação Unipolar 1´s e 0´s representados por voltagem positiva mas susceptível a interferências

29 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Codificação Bipolar Utiliza voltagens negativa, positiva e zero. 1 - positivo ou negativo 0 - voltagem zero mais resistente à interferência

30 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Codificação Manchester - Bipolar 1 - mudança de negativo p/ positivo 0 - mudança de positivo p/ negativo –Ethernet / Token Ring

31 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Padrão RS-232 conexão: comprimento max. : 15 metros voltagens: +3V e -3V. comunicação serial e assíncrona especifica transmissão de caracteres transmissão de bits sem delay entre eles nunca deixa voltagem Zero na linha. Por que comunicação Assíncrona ? –não há necessidade de sincronização emissor-receptor –não há clock

32 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Voltagem no fio usando RS-232 Acordo entre emissor e receptor no tempo de transmissão de cada bit bit de início 0: emissor pode distinguir entre idle e início de caracter. padrão determina que emissor deve deixar a linha idle por um tempo mínimo -> bit de parada 1. Tempo idle1start1110stop

33 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Conector RS-232 Conector de 25 pinos, com 3 fios para comunicação full-duplex.

34 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Com. Assíncrona full duplex transmissão full duplex: fluxo de dados em ambas direções R: receiver (receptor) - modem, pino 3. Computador, pino 2 T: transmitter (transmissor) - modem, pino 2. Comput, pino 3 G: ground (terra) - pino 7

35 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Metodos de Codificação Analógicos. Transportada por uma corrente alternada –Onda Freqüência Amplitude phased signalsFase (sinal de referência + phased signals) –utilizada com mais freqüência para transmissão de dados.

36 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Fase

37 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Modulação Alterações na freqüência, amplitude e fase (modulação) permitem a utilização de sinal analógico p/ transportar dados (áudio, vídeo e digital). Ao modular um sinal este se torna diferente do sinal normal. A diferença entre os sinais é o dado transportado ! Carrier (portadora): a onda que transporta o dado !

38 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Modulação de Amplitude ASK: Amplitude Shift-keying (para dados digitais)

39 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Modulação de Freqüência FSK: Frequency Shift-keying (para dados digitais)

40 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Modulação de Fase PSK: Phase Shift-keying (para dados digitais)

41 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Transmissão de múltiplos sinais bandwidthTelefônicas colocam várias chamadas sobre uma largura da banda (bandwidth) limitada. broadbandRedes broadband mantém vários tipos de dados em um único meio de transmissão. bandwidthMiltiplexação: dados de diferentes fontes em uma única mídia. Ou, uma larga quantidade de dados em fios de bandwidth menores.

42 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Velocidade de transmissão Nro total de informação que pode ser transmitido por um canal de comunicação –BPS : Bits por Segundo Baud: evento binário representando uma mudança de sinal de negativo p/ positivo. Capacidade de transmissão de um meio de comunicação é função de sua freqüência.

43 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Largura da Banda - Bandwidth O nro de freqüências que pode ser acomodado num canal de transmissão. A diferença entre a freqüência mais alta e a mais baixa que pode ser acomodada num único canal. Quanto maior a faixa, maior a bandwidth do canal e maior a capacidade de transmissão!

44 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE 23843

45 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Time-Division Multiplexing (TDM) Sinais de velocidades baixas são colocados em um canal de transmissão de mais alta velocidade.

46 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Observações TDM Os MUX´s alocam tempo para um sinal s mesmo se a fonte não tem nada p/ transmitir Há MUX´s mais inteligentes que alocam fatias de tempo só qd necessário: ambos MUX´s precisam conversar. Técnica para redes BaseBand (digitais) e BroadBand (analógica), para uma única freqüência.

47 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Frequency-Division Multiplexing - FDM A bandwidth total do cabo é dividida em bandwidth menores que transportam vários dados.

48 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Meios de Transmissão Fio de cobre Fibras Ópticas Ondas Eletromagnéticas Microondas Infravermelho Laser

49 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Fios de Cobre - Par trançado Par trançado: O trançamento dos fios tem a função de reduzir interferência.

50 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Par trançado - Tipos STP: Shielded Twisted Pair –dois pares: Um para enviar, outro para receber –Empregados em redes Token Ring. –Conector type-1 UTP: Unshielded Twisted Pair – de 2 a 4 pares de fios –ethernet (10 Base T) e Token Ring –típico conector: RJ-45

51 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Par trançado - STP IBM Token Ring, dois pares de fios (send e receive), conector IBM tipo-1.

52 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Par trançado - UTP Ethernet e Token Ring, existente em vários níveis, conector típico: RJ-45

53 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Par Trançado - UTP Par trançado 10BaseT, com conector RJ-45 (patch cord)

54 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Fios de Cobre - Coaxial Cabo Coaxial: O dado é transmitido no fio mais interno. A proteção de metal protege contra campos eletro- magnéticos externos e evita que a radiação da energia eletro-magnética do fio interno interfira com outros fios

55 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Cabos Coaxiais - Tipos Thick Ethernet –10Base5, RG-11, trunk –Conector: N-Series –Caro Thin Ethernet –10Base2, RG-58. –Conector: Bayonet Nut Connector (BNC) –Barato. (fora de moda!)

56 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Cabos Coaxiais - Conectores

57 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Coaxiais Thin ethernet - 10Base2Thick ethernet - 10Base5

58 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Cabo Coaxial - fino Um adaptador AUI-para-10BaseT, usado para conectar uma NIC com um conector AUI ao cabeamento Thin Ethernet.

59 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE AUI, MAU,NIC. NIC: Network Computer Interface. –Placa de Rede, Interface de Rede. MAU: Media Attachment Unit: Transceiver –conversor analógico-digital AUI: Attachment Unit Interface –Cabo que conecta a NIC ao Transceiver.

60 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE NIC - Placa de Rede NIC - Placa de Rede com conector AUI do lado direito da placa

61 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Transceiver - Cabo Fino MAU ligado diretamente à NIC sem o cabo AUI. Rede usa cabeamento Ethernet 10Base2 com conector BNC.

62 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Transceiver - Par trançado MAU ligado diretamente à NIC sem o cabo AUI. Rede usa cabeamento Ethernet 10BaseT com conector RJ-45.

63 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Esquema de fios (10BaseT)

64 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Fibra Optica Cara Usada em backbones ou redes anel FDDI (100 Mbps) Alta capacidade Imune a interferências eletro magnéticas Baixa perda Dificuldade para fazer junções. ($$$) Longas distâncias

65 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Fibra Optica

66 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Fibras Ópticas LEDs (Light-Emitting Diodes) ILDs (Injection Laser Diodes). Fibras Multimode: 5 GBPS –transporta múltiplos raios de luz concorrentemente –distâncias relativamente curtas, devido a dispersão –50 a 100 microns Fibras Single Mode: GBPS –Transporta um único raio de luz. –Distâncias mais longas. (50x) –Maior banda, embora (8.3 a 10 microns) –10 bilhões de bits por segundo !

67 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Radio

68 Adminstração e Gerenciamento de Redes - SCE Infravermelho 16 Mbps


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