Redes de Computadores Meios de Transmissão 2º Semestre 2000-01

Meios Magnéticos Para 300 Km -> 5 Gbps versus ATM 622 Mbps

Classes de Meios de Transmissão Meio guiado utiliza um condutor para transportar sinais do emissor ao receptor Sem fios ou meio não-guiado usa ondas de radio em diferentes frequências

Factores de Transmissão LB: mantendo-se todos os outros factores constantes quanto maior for a LB de um sinal maior poderá ser a velocidade de transmissão Os obstáculos à transmissão limitam drasticamente a distância máxima que um sinal pode percorrer Número de receptores: cada “ligação” à rede introduz diversos níveis de atenuação e distorção limitando a distância e a velocidade de transmissão

Meios de Transmissão Guiados Facto Histórico O primeiro sistema eléctrico de comunicações foi utilizado em Paris no ano de 1794.

Meios de Transmissão Guiados A capacidade de transmissão depende da distância e do facto de o meio ser ponto-a-ponto ou multiponto Exemplos: cabo de condutores paralelos (diafonia) cabo de pares entrançados cabo coaxial fibra óptica

Cabos de Pares Entrançados Os pares condutores de cobre, com isolamento individual, são enrolados em torno de si próprios, formando uma trança. Um cabo possui vários pares. Essa espiral minimiza a interferência electromagnética entre pares adjacentes. Meio de transmissão de baixas frequências Um par entraçado consiste em dois fios de cobre com cerca de 1mm de espessura. Os fios estão enrolados um no outro como uma molécula de DNA. O propósito de enrolar/entrançar os fios é o de reduzir a interferência de pares adjacentes. Dois fios paralelos constituiem uma antena; um par entrançado não.

Tipos de Pares Entrançados STP (shielded twisted pair) cabos com blindagem exterior envolvendo todos os pares e com blindagem individual em cada par UTP (unshielded twisted pair) cabos sem qualquer tipo de blindagem (individual ou no cabo)

Cabos de Pares Entrançados Categoria 3 UTP com largura de banda de 16 MHz Categoria 5 UTP com largura de banda de 100 MHz densidade maior de “enlaces” que na cat. 3 mais caro, mas uma performance muito superior STP Muito raro (caro, difícil de trabalhar com…) Um dos condutores é usado para transportar a referência eléctrica (terra de sinal) e o outro para transportar o sinal eléctrico - transmissão não diferencial. Em alternativa pode ser usada transmissão diferencial, na qual um dos pares transporta o sinal e o outro o sinal invertido (diferencial), sendo a leitura de sinal no receptor efectuada pela medição da diferença de potencial eléctrico entre os dois condutores (em lugar da diferença de potencial medida relativamente ao condutor de terra no caso da trans. não diferencial).

Cabos de Pares Entrançados Vantagens Barato e disponível Flexivel e leve Fácil de instalar

Cabos de Pares Entrançados Desvantagens Susceptíveis ao ruído 60 Hz das linhas de electricidade diafonia Atenuação acentuada (1 dB Km-1) Para trans. analógica, repetidores todos 5-6 Km Para trans. digital, repetidores todos os 2-3 Km Baixa largura de banda (±100 MHz) (1 dB Km-1) => amplificador cada 6 Km pois o limite máximo (standard) de atenuação em linhas telefónicas é de 6 dB

Cabo Coaxial Utilizado em LAN´s, TV cabo, redes telefónicas Condutor metálico instalado de forma concêntrica relativamente a uma blindagem exterior envolvente Ambos os condutores partilham um eixo central comum (co-axial)

Camadas num cabo coaxial Baínha isoladora (mat. plástico) isolamento (malha metálica) material isolante condutor cobre ou alumínio

Vantagens do cabo coaxial Largura de Banda 400 to 600 Mhz Pode ser “facilmente” partilhado Muito menos susceptível a interferências eléctricas

Desvantagens do cabo coaxial Atenuação Pesado Desuso

Fibra Óptica Meio relativamente novo de transmissão: Publico - companhias de telefones Privado - redes de área local Requer uma fonte de luz (diodo injector de luz ou um laser). A recuperação é feita por um foto-diodo. É constituído por um núcleo central em “vidro” envolvido por uma baínha. Tudo revestido por um material protector.

Camadas na fibra óptica Três camadas concêntricas: revestimento baínha fibra

Tipos de Fibra Óptica Fibra multimodo step-index transição brusca entre os índices de refracção do núcleo e da baínha Fibra multimodo graded-index o índice de refracção variável e gradual da baínha refracta a luz na direcção do núcleo da fibra Fibra monomodo a luz é injectada no centro de um condutor com um diâmetro muito pequeno (3-10 µm) Nestas fibras a dimensão do núcleo é de 50 ou 62,5 um, sendo o diâmetro exterior da baínha de 125 um. O transporte de sinais ópticos é afectado por um efeito com consequências negativas para a transmissão, designado por dispersão modal. Devido à relação entre a dimensão do núcleo das fibras multimodo e o comprimento de onda do feixe óptico utilizado na trans., o sinal injectado dispersa-se em múltiplos feixes seguindo cada um deles diferentes percursos através do núcleo da fibra, com diferentes tempos de propagação, causando dispersão temporal no sinal recebido. O efeito da dispersão modal aumenta com o comprimento do cabo e limita o débito máximo suportado por uma fibra multimodo. Mode - um caminho para a luz. Multimodo - a fibra pode transmitir simultaneamente vários modos de luz. Monomodo - a fibra só pode transmitir um único modo de luz.

Sinais em Fibra Óptica multimodo step-index multimodo graded-index monomodo

Sinais em Fibra Óptica

Vantagens da fibra óptica grande capacidade (largura de banda até 75 Tbps) baixa atenuação imune à interferência ambiental alto nível de segurança: difícil “picar” falta de radiação do sinal

Desvantagens da fibra óptica Cara para curtas distâncias Instaladores altamente qualificados

Exemplo de um Cabo

Exemplo de um Cabo

Meios Sem Fios A transmissão e a recepção são feitas através de antenas: direcional feixe dirigido o transmissor e o receptor têm que estar alinhados omnidirecional o sinal é enviado em todas as direcções pode ser recebido por muitas antenas

Meios Sem Fios Micro-ondas Micro-ondas de satélites Emissões rádio Infravermelhos

Micro-ondas Terrestres usado em serviços telefónicos a longa distância usa o espectro-radio de 2 a 40 Ghz parabólica transmissora, instalada em sítios altos obriga a uma linha de vista entre a fonte e o destino a curvatura da Terra obriga à instalação de repetidores a cada 50 Km.

Micro-ondas por Satélite Televisão Serviços telefónicos a longa distância Redes privadas prato estação emissora estação receptora satélite

Desvantagens das Micro-ondas Linha de vista As torres e repetidores são caros As interferências podem ser de diverso tipo, como por exemplo a passagem de aviões ou a precipitação

Rádio O rádio é omnidirecional Rádio termo genérico que engloba frequências na gama: 3 kHz to 300 GHz. Os telemóveis funcionam em diversas frequências logo abaixo de 1 GHz.

Infravermelhos Utiliza transmissores/receptores (transceivers) que fazem a modulação da luz Os transceivers têm que estar em linha de vista (directamente ou por reflexão) Ao contrário das micro-ondas os infravermelhos não penetram em paredes