A Camada Física Capítulo 7. Análise de Fourier Jean-Baptiste Fourier Qualquer função periódica (T), pode ser construída pela somatória infinita de senos.

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1 A Camada Física Capítulo 7

2 Análise de Fourier Jean-Baptiste Fourier Qualquer função periódica (T), pode ser construída pela somatória infinita de senos e cossenos (harmônicos) - Série de Fourier f = 1/T

3 Sinais limitados pela largura de banda ASCII b

4 Sinais limitados pela largura de banda

5 Distorção Frequência de corte Largura de banda

6 Sinais limitados pela largura de banda Largura de banda –construção –espessura –comprimento Ex.: filtro das centrais telefônicas

7 Taxa máxima de dados de um canal 1948 - Claude Shannon - canal sujeito a ruído aleatório H = largura de banda em Hz S/N = relação sinal ruído em dB

8 Linha Discada

9 Modems ASK FSK PSK

10 Loop local - modems Bauds = símbolos/segundo 2400 bauds - um símbolo a cada 416,667 μs Se um símbolo equivale a um bit, então bps = bauds Modulação multinível 1 símbolo = 2 bits, 2400 bauds a 4800 bps Ex.: QPSK (Quadrature Phase Shift Keying)

11 Loop local - modems QPSK QAM-16 QAM-64 QAM = Quadrature Amplitude Modulation Diagramas de constelação

12 Loop local - modems Fall-back Pontos mais próximos geram mais erro - adicionam-se bits de redundância TCM - Trellis Coded Modulation V.32 - 32 pontos, 4 bits de dados e 1 de paridade por símbolo, 2400 bauds, 9600 bps com correção de erros V.32bis - 14400 bps, 6 bits de dados e 1 de paridade, 2400 bauds, 128 pontos QAM 256 - só é usada em modems a cabo

13 Loop local - modems V.32 a 9600 bps V.32bis a 14400 bps Diagramas de constelação

14 Loop local - modems V.34 - 28800 bps, 2400 bauds, 12 bits de dados por símbolo V.34 bis - 14 bits de dados/símbolo, 2400 bauds, 33600 bps Limite de Shannon - 35Kbps Linha digital elimina a conversão A/D no sentido de download 56Kbps = 7 bits/amostra x 8000 amostras/segundo

15 Loop local - modems 56 Kbps - Padrão V.90 Upstream de 33600 bps Downstream de 56 kbps

16 Interface RS232C Interface entre o computador ou o terminal e o modem RS232C –Padrão da EIA/TIA –CCITT V.24 –Conector DB25 –Voltagem < -3 = bit 1 –Voltagem > +4 = bit 0 –Taxas de dados = até 20 kbps em até 15 m RS232C

17 Interface RS232

18 Interface V35 Padrão ITU Conector M34 Cada pino é identificado por letras Taxas >= 64 Kbps Dados e clock não usam o terra comum V35

19 DSL DSL - Digital Subscriber Line Banda larga xDSL (ADSL, VDSL, HDSL) ADSL - Assimetrical DSL Canais feitos para voz - largura de banda de 3100 Hz Desvia-se na estação para uma central especial Banda depende do loop local

20 Loop local - DSL DMT - Discrete MultiTone Canal 0 - POTS (Plain Old Telephone Service) Canais 1 a 5 - não usados - guarda 250 canais - 2 de controle e 248 de dados 32 upstream e 216 de downstream

21 Loop local - DSL ADSL - ANSI T1.413 / ITU G.992.1 - 8 Mbps downstream / 1 Mbps upstream Modulação semelhante ao V.34 - taxa de 4000 bauds Monitoração de qualidade em cada canal QAM - até 15 bits/baud 224 canais downstream, 15 bits/símbolo, 4000 bauds = 224 x 15 x 4000 = 13,44 Mbps

22 Loop local - DSL NID = Network Interface Device DSLAM = Digital Subscriber Line Access Multiplexer

23 CATV Community Antenna Television Final dos anos 40 Áreas rurais ou montanhosas 1974 - Time inventou a HBO (TV por assinatura)

24 Internet por cabo HFC - Hybrid Fiber Coax

25 Internet por cabo Compartilhamento de banda não existe no ADSL ao contrário do cabo Banda do cabo é muito maior que no ADSL

26 Internet por cabo Solução: diminuir o número de assinantes em cada nó de fibra

27 Alocação do espectro Tv e Internet têm de coexistir no mesmo cabo Canais de 6 MHz de largura Amplificadores para cada faixa Assimétrico

28 Alocação do espectro Modulação downstream- QAM-64 ou QAM- 256 Banda - 6 MHz Taxa - 36 Mbps (QAM-64, 6 níveis) Tirando o overhead, temos 27 Mbps Para QAM-256, temos 39 Mbps Upstream - QPSK (devido à alta interferência)

29 Modems a cabo Conhecido como Cable Modem Duas interfaces - uma para o cabo e outra para o computador (USB, Ethernet ou interna)

30 Modems a cabo Canal upstream tem disputa. Modem tenta enviar no mini-slot. Se houver colisão, o head-end não confirma o recebimento. Espera-se um tempo aleatório para reiniciar (Slotted Aloha)

31 Modems a cabo Canal downstream não tem disputa. O head- end envia para todos que sintonizam de acordo com o endereço

32 ADSL x cabo Cabo coaxial tem banda maior, mas transporta grande parte com TV Cabo coaxial é compartilhado, ADSL não No coaxial, banda depende do número de assinantes. No ADSL o par é dedicado Para evitar isso, deve-se diminuir os assinantes em cada nó de fibra. Isso gera custo Capilaridade do ADSL é maior, mas depende da distância até a central

33 ADSL x cabo ADSL tem mais sigilo que o cabo coaxial Chances de paralização por queda de energia é menor no ADSL Qualidade do par trançado do ADSL deixa a desejar

34 Testes de linhas de dados Testes analógicos – testes das linhas e dos canais –Teste de Continuidade – Curto em uma das pontas e tenta pegar o curto com multimetro na outra ponta –Teste de Atenuação – Gerador de sinal em uma ponta e medidor de nível na outra. Gera-se 0 dBm a 800 Hz. Atenuação = Pot Rx – Pot Tx

35 Testes de linhas de dados Testes analógicos – testes das linhas e dos canais –Teste de Resistência de Isolamento – Deixa-se o par aberto e liga-se o Megôhmetro na outra ponta. –Teste de Nível de Ruído – Coloca-se uma impedância em uma das pontas e mede-se o nível de ruído em dBm. Mede-se na outra ponta. O valor menor é descartado.

36 Testes de linhas de dados Testes digitais – testes dos circuitos –Teste Ponto-a-ponto – um test-set de cada lado, gera-se um padrão binário em cada test-set e cada um avalia um sentido do circuito –Teste com loops – um test-set gera e recebe o padrão, graças a um loop gerado pelo modem

37 Testes de linhas de dados Loops –LDL – Loop Digital Local – testa apenas o cabo digital –LAL – Loop Analógico local – testa o modem local –LAR – Loop Analógico Remoto – testa a linha –LDR – Loop Digital Remoto – testa o modem remoto também

38 Testes de linhas de dados Taxa de erro –BER = Bit error rate = número de bits com erro / número de bits total –Número de bits total = taxa de bits * duração do teste (em segundos)