Lista Sobre a Camada Física

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Redes de Computadores I | Hernane Velozo 
PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS 
Instituto de Ciências Exatas e Informática – ICEI 
 
Curso: Engenharia de Computação 2º/2023 
Disciplina: Redes de Computadores I 
Professor: Dr. Ricardo Carlini Sperandio 
Aluno: Hernane Velozo Rosa 
 
 
REVISÃO SOBRE A CAMADA FÍSICA 
 
1. O que é a camada física no modelo OSI? 
A camada física é a camada mais baixa do modelo OSI. Ela é responsável pela 
transmissão de bits entre dois dispositivos físicos. 
 
2. Quais são as principais funções da camada física? 
As principais funções da camada física são a de definir os meios físicos e elétricos 
para a transmissão de dados, configurar o hardware para a transmissão de dados, controlar 
a sincronização da transmissão de dados, além de detectar e corrigir erros na transmissão 
de dados. 
 
3. Explique a diferença entre a camada física e a camada de enlace de dados. 
A camada física é responsável pela transmissão de bits brutos, enquanto a camada 
de enlace de dados é responsável pela transmissão de quadros de dados. Esses quadros 
são unidades de dados que incluem informações de controle, como endereços, para 
garantir a entrega confiável dos dados. 
 
4. O que é modulação e por que ela é importante na camada física? 
A modulação é o processo de converter um sinal digital em um sinal analógico para 
transmissão. Ela é importante na camada física porque permite que os dados sejam 
transmitidos por meios físicos analógicos, como cabos de cobre ou ondas de rádio. 
 
5. Quais são os principais métodos de codificação utilizados na camada física para 
representar os bits? 
Os principais métodos de codificação utilizados na camada física para representar os 
bits são o Non-Return to Zero (NRZ) onde cada bit é representado por um único nível de 
tensão, o Non-Return to Zero Inverted (NRZI) onde cada bit é representado por uma 
mudança de nível de tensão e o Manchester em que cada bit é representado por uma 
mudança de nível de tensão no meio do bit. 
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6. O que são os métodos de codificação NRZ e Manchester? 
O método Non-Return to Zero (NRZ) tal que cada bit é representado por um único 
nível de tensão. O nível de tensão é alto para um bit 1 e baixo para um bit 0. 
Já o Non-Return to Zero Inverted (NRZI) onde cada bit é representado por uma 
mudança de nível de tensão. O nível de tensão é alto para um bit 0 e baixo para um bit 1. 
Por fim, o Manchester é aquele que cada bit é representado por uma mudança de nível 
de tensão no meio do bit. O nível de tensão é alto para um bit 1 e baixo para um bit 0. 
 
7. Como a camada física trata a conversão entre sinais digitais e analógicos? 
A camada física trata a conversão entre sinais digitais e analógicos usando um 
processo chamado modulação tal que ocorre a conversão de um sinal digital em um 
sinal analógico que pode ser transmitido por um meio físico analógico. 
 
8. Explique a importância da largura de banda na camada física. 
A largura de banda é a quantidade de dados que podem ser transmitidos por um 
meio físico em um determinado período, e é relevante ao passo que determina a 
velocidade na qual os dados podem ser transmitidos. 
 
9. Quais são as diferentes topologias de rede suportadas pela camada física? 
As topologias de rede suportadas pela camada física incluem: 
• Em estrela: Todos os dispositivos são conectados a um dispositivo central. 
• Em barramento: Todos os dispositivos são conectados a um único cabo. 
• Em anel: Em que os dispositivos são conectados em um círculo. 
• Mesh: Onde todos os dispositivos são conectados a todos os outros dispositivos. 
 
10. O que é o meio de transmissão em redes, e como ele opera na camada física? 
O meio de transmissão é o meio físico pelo qual os dados são transmitidos, podendo 
ser através de um cabo, uma onda de rádio ou um laser. 
Na camada física, o meio de transmissão é responsável por transportar os bits brutos 
de um dispositivo para outro, além de também ser o responsável por garantir que os bits 
sejam recebidos corretamente. 
 
 
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11. Como a taxa de transmissão de dados é determinada na camada física? 
A taxa de transmissão de dados é determinada pela largura de banda do meio de 
transmissão e pelo método de modulação utilizado. A largura de banda determina a 
quantidade máxima de dados que podem ser transmitidos por um determinado período, 
enquanto o método de modulação determina quantas vezes por segundo os dados podem 
ser transmitidos. 
 
12. Quais são os diferentes tipos de cabos utilizados na camada física para 
transmissão de dados? 
Os cabos utilizados na camada física para transmissão de dados são: 
• Coaxial: Um cabo com um condutor central rodeado por um condutor externo. 
• Par trançado: Dois condutores trançados entre si. 
• Fibra óptica: Um cabo que utiliza luz para transmitir dados. 
Onde cada tipo de cabo tem suas próprias vantagens e desvantagens. O cabo coaxial 
é geralmente mais caro do que o cabo de par trançado, mas oferece uma melhor 
performance, enquanto o de fibra óptica é o mais caro dos três, mas oferece a melhor 
performance. 
 
13. Qual é o papel dos repetidores e hubs na camada física? 
Repetidores e hubs são dispositivos de rede que operam na camada física, sendo 
utilizado para estender o alcance de uma rede ou para conectar dispositivos em uma rede. 
Os repetidores amplificam os sinais elétricos, permitindo que eles viajem por 
distâncias maiores, enquanto os hubs conectam dispositivos em uma rede de forma ponto 
a ponto. 
 
14. Como as colisões são manejadas na camada física? 
As colisões são manejadas na camada física usando um algoritmo chamado Carrier Sense 
Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) e seu funcionamento é dado da 
seguinte forma: 
• Um dispositivo verifica se há tráfego no canal antes de transmitir dados. 
• Se não houver tráfego, o dispositivo transmite os dados. 
• Se dois dispositivos transmitirem dados ao mesmo tempo, ocorre uma colisão. 
• Os dispositivos detectam a colisão e esperam um período aleatório antes de tentar 
retransmitir os dados. 
 
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15. Quais são as diferenças entre as modulações ASK, FSK e PSK? 
As modulações ASK, FSK e PSK são métodos de modulação digital que convertem um 
sinal digital em um sinal analógico, onde, respectivamente: 
• Amplitude Shift Keying: A amplitude do sinal é alterada para representar os bits. 
• Frequency Shift Keying: A frequência do sinal é alterada para representar os bits. 
• Phase Shift Keying: A fase do sinal é alterada para representar os bits. 
 
16. Como a camada física gerencia a detecção e correção de erros nos bits 
transmitidos? 
A camada física gerencia a detecção e correção de erros nos bits transmitidos usando 
um processo chamado detecção e correção de erros (EDC) e funciona da seguinte forma: 
O transmissor adiciona bits de verificação aos dados transmitidos e o receptor verifica 
os bits de verificação para detectar erros. Caso um erro for detectado, o receptor pode 
tentar corrigi-lo usando um algoritmo de correção de erros. 
 
17. Qual a diferença entre simplex, half-duplex e full-duplex em termos de 
transmissão de dados na camada física? 
Eles são três modos de comunicação que determinam como os dados podem ser 
transmitidos entre dois dispositivos, sendo: 
• Simplex: Os dados podem ser transmitidos em uma única direção. 
• Half-duplex: Os dados podem ser transmitidos em ambas as direções, mas apenas em 
uma direção de cada vez. 
• Full-duplex: Os dados podem ser transmitidos em ambas as direções simultaneamente. 
 
18. O que é o espectro de frequência e como ele impacta a transmissão de dados na 
camada física? 
O espectro de frequência é o intervalo de frequências que um sinal pode ocupar, 
podendo impactar a transmissão de dados na camada física de várias maneiras. 
Seus impactos podem ser através da largura de banda que é aquantidade de dados que 
podem ser transmitidos por um determinado intervalo de frequência. Também pela 
atenuação, que é a perda de energia de um sinal ao viajar pelo espaço e, por fim, pela 
interferência que é a presença de outros sinais no mesmo intervalo de frequência. 
 
 
 
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19. Como a atenuação e a interferência afetam a transmissão de sinais na camada 
física? 
Podem afetar a transmissão de sinais na camada física de várias maneiras, como a 
atenuação reduz a potência do sinal, tornando mais difícil para ele ser recebido ou pela 
interferência pode causar ruído no sinal, tornando mais difícil para ele ser interpretado. 
 
20. Explique como funciona a multiplexação no contexto da camada física. 
A multiplexação é usada na camada física para aumentar a eficiência do uso do canal, 
onde permite que mais dispositivos compartilhem o mesmo canal sem interferir uns nos 
outros. Existem vários tipos de multiplexação, tais como: 
• FDM: Os sinais são divididos em faixas de frequência diferentes. 
• TDM: Os sinais são transmitidos em intervalos de tempo alternados. 
• WDM: Os sinais são transmitidos em comprimentos de onda diferentes. 
 
21. Suponha que você tenha um link de comunicação com uma largura de banda de 
200 kHz. Você precisa transmitir dados usando modulação em amplitude de 
quadratura (QAM) com 16 símbolos diferentes. 
 
a) Calcule a taxa de símbolos (Símbolos por segundo ou Baud Rate) para 
esse link. 
Para QAM-16, como temos 16 símbolos diferentes e estamos usando toda a 
largura de banda disponível, a taxa de símbolos é igual à largura de banda onde 
taxa de símbolos é 200k símbolos por segundo ou 200k Baud (R = B = 200kHz). 
 
b) Calcule a taxa de bits (bits por segundo ou bps) transmitida nesse link. 
• A modulação QAM-16 usa 16 símbolos diferentes, (24 = 16) onde: 
• bps = 200k * log2 (16) → bps = 200k×4 
Portanto, a taxa de bits transmitida é 800k bps (ou 800 kbps). 
 
 
REFERÊNCIAS: 
TANENBAUM, Andrew S.; FEAMSTER, Nick; WETHERALL, D. REDES DE 
COMPUTADORES. 5ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011. 
 
KUROSE, James F.; ROSS, Keith W. REDES DE COMPUTADORES E A INTERNET: UMA 
ABORDAGEM TOP-DOWN. 6ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2013.