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FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM > Diferenciar os meios de comunicação por cabo. > Descrever os tipos de comunicação sem fio. > Explicar os cálculos de avaliação da capacidade de um canal de transmissão. Introdução A comunicação de dados refere-se à transmissão e recepção de informações digitais entre dois ou mais dispositivos, podendo ocorrer por meio de cabos, satélites, ondas de rádio, entre diversos outros meios. Ela pode ser considerada a espinha dorsal da tecnologia moderna e permite uma vasta gama de aplicações. Neste capítulo, você vai conhecer os diferentes tipos de comunicação com cabo e sem fio. Além disso, poderá compreender como é calculada a taxa em que os dados podem ser transmitidos de forma segura e confiável. Meios de comunicação por cabo A transmissão de dados é possibilitada pelas redes de computadores, que per- mitem a transferência de recursos e informações entre diversos dispositivos, usuários e sistemas. Com essas redes, computadores e outros dispositivos podem se conectar entre si, tornando a transferência e o compartilhamento de informações uma tarefa simples. Um meio de transmissão pode assumir a forma de espaço aberto, cabeamento metálico ou cabeamento de fibra Meios de comunicação Juliane Soares óptica. De acordo com Forouzan (2010), os meios de transmissão podem ser divididos em duas categorias gerais: guiados (com fios) e não guiados (sem fios), como se pode observar na Figura 1. Figura 1. Meios de transmissão. Fonte: Adaptada de Forouzan (2010). Meios de transmissão Guiados (com fi os) Não guiados (sem fi os) Espaço livreCabo de par trançado Cabo coaxial Cabo de fi bra óptica Os meios de comunicação por cabo, também conhecidos como “meios de transmissão guiados”, são o meio físico utilizado em redes de computadores para transportar sinais de dados entre dispositivos. O cabo oferece uma conexão com fio, que geralmente fornece taxas de transmissão de dados mais rápidas, maior confiabilidade e um canal de comunicação mais seguro. Um sinal trafegando por qualquer um desses meios é direcionado e contido pelos limites físicos do meio. São meios guiados o cabo de par trançado, o cabo coaxial e o cabo de fibra óptica. Cabos de par trançado e coaxiais são feitos de condutores metálicos, de cobre, que recebem e transmitem sinais na forma de corrente elétrica. Os cabos de fibra ótica, por sua vez, recebem e transmitem sinais na forma de luz. A seguir, vamos apresentar os tipos de comunicação por cabo existentes, de acordo com Forouzan (2010), Forouzan e Mosharraf (2013), Comer (2016) e Ribeiro (2016). Cabo de par trançado O cabo de par trançado é uma forma fundamental e amplamente utilizada de transferência de dados. Ele é composto por dois condutores elétricos de cobre isolados e enrolados em torno de si, com diâmetro que varia de 0,4 a 1 mm. Esse tipo de cabo apresenta vários pares de fios de cobre trançados juntos, estando cada fio envolto em isolamento plástico e conectado com uma cobertura externa. Meios de comunicação2 Quanto à transmissão de sinais, um fio é usado para transmitir o sinal do emissor para o receptor, ao passo que o outro fio serve como ponto de referência, ou terra. O receptor então calcula a diferença entre os dois sinais. Alguns fatores, como ruído e interferência cruzada, podem interferir nos sinais e gerar sinais indesejados. Se os dois fios estiverem paralelos, esses sinais indesejados não afetarão os dois fios da mesma forma, pois estarão localizados a distâncias diferentes em relação às fontes de ruído ou in- terferência cruzada. Isso acarreta uma discrepância no sinal que chega ao receptor. Para manter um equilíbrio e reduzir essas discrepâncias, os fios são trançados em pares. Quando dois fios são entrelaçados por trança, eles se tornam mais resistentes a interferências elétricas. A Figura 2 ilustra por que isso ocorre. Figura 2. Radiação magnética indesejada afetando as fiações: (a) dois fios paralelos e (b) par trançado. Fonte: Adaptada de Comer (2016). No caso de dois fios serem dispostos em paralelo (Figura 2a), é provável que um deles esteja situado mais próximo da fonte de radiação eletromagnética do que o outro. Como um fio normalmente atua como um escudo que absorve parte da radiação eletromagnética, o segundo fio fica oculto atrás do primeiro e, como resultado, recebe uma quantidade menor de energia. No caso do par trançado (Figura 2b), cada um dos dois fios fica ativo por metade do tempo, garantindo que ambos os fios fiquem igualmente expostos Meios de comunicação 3 à radiação. Isso implica que, se a interferência resultar na mesma quantidade de energia elétrica sendo induzida em cada fio, nenhuma corrente adicional passará por eles. Consequentemente, o sinal original permanecerá inalterado. Existem dois tipos distintos de cabos de par trançado: o não blindado e o blindado, descritos a seguir. � Par trançado não blindado (UTP, do inglês unshielded twisted pair): é composto por pares de fios com diâmetro de 1 mm que são isolados individualmente e, depois, enrolados em espiral (Figura 3). Esse tipo de cabo é comumente empregado em configurações de comunicação e pode facilitar conexões de até 100 m de comprimento sem a neces- sidade de amplificadores. Figura 3. Cabo UTP. Fonte: Forouzan (2010, p. 194). � Par trançado blindado (STP, do inglês shielded twisted pair): é composto por condutores isolados que são torcidos em pares e envoltos por uma bainha protetora feita de folha ou malha trançada de metal (Figura 4). O invólucro de metal serve para melhorar a qualidade do cabo, evitando que ruídos estranhos ou sinais de diafonia interfiram na transmissão de dados. No entanto, isso também torna o cabo mais pesado e caro. Como resultado, o STP não é frequentemente empregado fora dos ambientes IBM (que foi a empresa responsável pela criação desse tipo de cabo). Meios de comunicação4 Figura 4. Cabo STP. Fonte: Forouzan (2010, p. 194). Originalmente projetados para transmissão de voz e dados em linhas telefônicas, os cabos de par trançado seguem sendo frequentemente usados hoje em dia. No início, o cabeamento emparelhado era regulamentado pelas companhias telefônicas, mas, com o aumento da predominância das redes de computadores, três organizações de padronização — o American National Standards Institute (Ansi), a Telecommunications Industry Association (TIA) e a Electronic Industries Alliance (EIA) — colaboraram para criar novos padrões para cabos de par trançado. Veja no Quadro 1 uma lista abrangente de cate- gorias de cabos, com cada categoria apresentando especificações rigorosas. Quadro 1. Categorias de cabos de par trançado segundo o Ansi, a TIA e a EIA Categoria Descrição Taxa de dados (Mbps) CAT 1 Par trançado não blindado usado em telefonia uma blindagem de malha de metal e, por fim, protegido por um revestimento plástico (Fi- gura 5). A blindagem de malha de metal é eficiente em impedir que sinais eletromagnéticos se infiltrem no cabo e gerem ruídos. Figura 5. Cabo coaxial. Fonte: Forouzan (2010, p. 196). (Continuação) Meios de comunicação6 Devido às suas propriedades de blindagem eficazes, o cabo coaxial é um meio de transmissão adequado para sinais analógicos que abrangem um amplo espectro de frequências. Como resultado, ele é capaz de transmitir uma gama variada de canais de vídeo, como aqueles entregues regularmente a residências e empresas por meio de serviços de televisão a cabo. Além da transmissão de vídeo, o cabo coaxial foi implementado na comunicação telefônica de longa distância, usado como cabeamento para redes locais em cenários incomuns e empregado como um conector entre um mainframe e um terminal. Cabo de fibra óptica Os cabos de fibra óptica (Figura 6) são um meio avançado de transmissão de informações mediante o uso de ondas de luz. Esses cabos são formados por fibras de vidro finas e flexíveis que são agrupadas e revestidas com material protetor. À medida que os dados são transmitidos através do cabo de fibra óptica, as ondas de luz refletem nas paredes das fibras, o que as mantém contidas no cabo e evita qualquer perda de sinal. Em comparação com os cabos de cobre tradicionais, os cabos de fibra óptica oferecem um método mais rápido e seguro de transferência de dados, o que os torna uma escolha cada vez mais popular nos sistemas de comunicação modernos. Figura 6. Cabo de fibra óptica. Fonte: Adaptada de Ribeiro (2016). Existem dois modos de propagação de luz ao longo de canais ópticos que são suportados pela tecnologia atual: o multimodo (que pode ser implemen- tado de duas formas diferentes) e o monomodo. Cada um deles requer uma fibra com características físicas distintas. Meios de comunicação 7 � Multimodo, fibra de índice degrau (multimode, step index fiber): apresenta um núcleo com densidade consistente desde o centro até as bordas. Um feixe de luz que passa por essa densidade uni- forme viaja em linha reta até atingir a interface entre o núcleo e o revestimento. Nesse ponto, ocorre uma mudança abrupta devido à menor densidade do revestimento, alterando o ângulo da direção do feixe. Conhecida como “índice degrau”, essa alteração rápida é um fator fundamental na distorção do sinal que ocorre à medida que a luz viaja pela fibra. � Multimodo, fibra de índice gradual (multimode, graded index fiber): é um tipo de cabo de fibra óptica que reduz efetivamente a distorção do sinal ao longo do comprimento do cabo. O termo “índice”, nesse caso, refere-se ao índice de refração, que está diretamente relacionado à densidade do meio. Assim, uma fibra de índice gradual é aquela cuja densidade varia, com a maior densidade no centro do núcleo, que diminui gradualmente em direção às bordas da fibra. � Monomodo (single mode fiber): apresenta em sua composição fibras de índice degrau e tem uma fonte de luz altamente concentrada. Isso resulta em feixes restritos a uma faixa estreita de ângulos, que são, em sua maioria, horizontais. Em comparação com as fibras multimodo, as monomodo são feitas em diâmetros menores e têm uma densidade muito menor, o que acarreta baixa distorção de sinal e atrasos de feixe insignificantes. Assim, esse modo é ideal para transmissões com taxas de bits mais altas em longas distâncias. Na fibra óptica, o processo de transmissão e recepção de luz é um com- ponente vital, sendo fundamental que os dispositivos transmissores sejam totalmente compatíveis com a fibra utilizada. Para isso, estão disponíveis alguns mecanismos, como os apresentados a seguir. � Transmissão: light-emitting diode (LED) ou injection laser diode (ILD). � Recepção: célula fotossensível ou fotodiodo. Em geral, os LEDs e as células fotossensíveis são empregados para trans- mitir em distâncias curtas e em velocidades mais lentas com fibra multimodo. Por sua vez, a fibra monomodo é usada para altas taxas de bits em longas distâncias e requer o uso de LEDs e fotodiodos. Na próxima seção, você vai conhecer os tipos de comunicação sem fio. Meios de comunicação8 Meios de comunicação sem fio A comunicação sem fio consiste em técnicas e tecnologias que permitem a transferência de dados entre dispositivos sem ser necessário recorrer à fiação física. A importância da comunicação sem fio cresceu exponencialmente em nossa sociedade contemporânea, pois oferece um meio para que os dispo- sitivos se comuniquem, compartilhem informações e se conectem à internet sem restrição de cabos ou conexões com fio. Existe uma variedade de tipos de meios sem fio, e cada tipo pode servir a uma finalidade diferente. Normalmente, conjuntos distintos de frequências são alocados para cada um deles. No entanto, todos os meios sem fio com- partilham uma tecnologia fundamental: a transmissão de dados por ondas de rádio. Ondas eletromagnéticas de vários tipos são empregadas para transmitir sinais em comunicação sem fio. Radiação eletromagnética, como luz visível, luz infravermelha, raios X, raios gama e transmissões de rádio e satélite, são exemplos dessas ondas. Essencialmente, a radiação eletromagnética é a energia que viaja pelo espaço e, de forma indireta, através de objetos sólidos, manifestando-se como uma perturbação nos campos elétricos e magnéticos em avanço (White, 2012). A seguir, você vai conhecer alguns dos padrões frequentemente usados em redes sem fio. Uma das instituições mais importantes para a definição de padrões globais é o Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos (IEEE), uma organização de prestígio dedicada ao desenvolvimento e progresso da tecnologia e da ciência. Especificamente, o comitê 802, sob o IEEE, é respon- sável por estabelecer protocolos de rede. O IEEE 802.15, de acordo com Ribeiro (2016), refere-se à rede de área pessoal sem fio (WPAN, do inglês wireless personal area network), uma arquitetura que consiste em pequenas redes, ou piconets, que conectam dispositivos, como eletrodomésticos ou periféricos de computação. A WPAN foi criada com o objetivo de estabelecer comunicação entre dispositivos pessoais dentro de uma área geográfica limitada, ou seja, é uma rede de curto alcance que permite que dispositivos se conectem e se comuniquem em proximidade, com cobertura de 10 a 100 m. São exemplos de padrões disponíveis comer- cialmente que utilizam essa arquitetura o Bluetooth (IEEE 802.15.1) e o Zigbee (IEEE 802.15.4). A tecnologia conhecida como Bluetooth opera na banda industrial, científica e médica (ISM, do inglês industrial, scientific and medical) de 2,45 GHz, utilizando intervalos de tempo de 625 microssegundos. Seu al- cance é tipicamente restrito a distâncias entre 10 cm e 10 m, equivalentes Meios de comunicação 9 a 4 polegadas e 30 pés, respectivamente. Vale ressaltar que o Bluetooth é capaz de transmitir sinais através de objetos metálicos, o que permite que um usuário carregue um dispositivo transmissor dentro de um bolso, bolsa ou pasta. Além disso, pode transferir dados a velocidades impressionantes de até 4 Mbits/s (White, 2012). Por sua vez, a rede Zigbee tem como objetivo atender a dispositivos que requerem menos energia, têm taxas de dados mais baixas e executam menos ciclos de trabalho do que o Bluetooth. Dispositivos como sensores de tem- peratura e iluminação, sistemas de segurança e interruptores de parede são todos simples e de baixo custo, exigindo baixo consumo de energia e ciclos de trabalho, o que faz do Zigbee o ajuste perfeito para eles. O Zigbee tem taxas de canal padronizadas de 20, 40, 100 e 250 Kbits/s, que são determinadas pela frequência do canal (White, 2012). Diferentemente do Bluetooth, as ondas infravermelhas operam em uma faixa de frequência que varia de 300 GHz a 400 THz, e apresentam compri- mentos de onda entre 1 mm e 770 nm. Devido à sua maior frequência, as ondas infravermelhasnão conseguem penetrar nas paredes. Então, esse recurso permite o uso de sistemas de comunicação de curto alcance sem interferência de outros dispositivos — por exemplo, o uso de um controle remoto infravermelho não afeta o funcionamento do controle remoto de um vizinho. No entanto, essa mesma característica limita o uso de ondas infravermelhas para comunicação a longa distância, o que é inviável. Além disso, as ondas infravermelhas não podem ser usadas ao ar livre, pois os raios solares contêm ondas infravermelhas que podem interferir na comunicação. Os sinais infravermelhos são adequados para comunicação entre dispositivos como teclados, mouses, PCs e impressoras (White, 2012). O padrão IEEE 802.11 pertence à rede local sem fio (WLAN, do inglês wireless local area network). Existem diferentes padrões 802.11 para essa tecnologia, como o 802.11b, o 802.11a e o 802.11g (Quadro 2). Quadro 2. Padrões IEEE 802.11 Padrão Faixa de frequências Taxa de dados (Mbps) 802.11b 2,4–2,485 GHz Até 11 802.11a 5,1–5,8 GHz Até 54 802.11g 2,4–2,485 GHz Até 54 Fonte: Adaptado de Kurose e Ross (2013). Meios de comunicação10 Semelhante à arquitetura dos sistemas de telefonia celular, esse padrão adota uma estrutura parecida com a de uma célula. A distância entre duas estações define o diâmetro de cada célula. O conjunto de serviço básico (BSS, do inglês basic service set) serve como bloco de construção fundamental da arquitetura 802.11, sendo responsável por regular o tempo de transmissão e recepção de cada estação. Composto por uma ou mais estações sem fio, um BSS inclui uma estação-base central, denominada “ponto de acesso” (AP, do inglês access point). Normalmente, um ponto básico de atendimento oferece qualidade de acesso para 10 a 20 clientes em um raio de 100 m (Kurose; Ross, 2013). Considerando-se os padrões IEEE apresentados, é importante falar sobre as redes de sensores sem fio (RSSFs ou WSNs, do inglês wireless sensor networks). Essas redes são compostas por sensores interconectados que se comunicam sem fio para coletar, enviar e trocar dados do ambiente físico. Elas são projetadas especificamente para monitorar e coletar informações de uma variedade de sensores, como sensores de temperatura, detectores de movimento, sensores de umidade, detectores de luz, entre outros. As RSSFs têm aplicações amplas, incluindo monitoramento ambiental e automação industrial, além de aplicações na área da saúde (Rochol, 2018). Selecionar o protocolo de roteamento apropriado para uma RSSF é crucial para manter sua funcionalidade contínua. Os protocolos mais comumente empregados em RSSF são Bluetooth, Zigbee e WLAN. Existem vários protocolos de conexão sem fio que merecem ser mencio- nados, incluindo o WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). O WiMAX é uma tecnologia de transmissão de banda larga sem fio baseada em uma variedade de padrões IEEE. Um desses padrões é o IEEE 802.16a, que é uma tecnologia WiMAX criada para fornecer acesso de alta velocidade à internet para pequenas empresas e residências, competindo, assim, com DSL e modems a cabo. O IEEE 802.16a é capaz de transferir dados em até 70 Mbps em 50 km, opera no espectro de 2–11 GHz e fornece conexões com e sem linha de visada. Outra tecnologia WiMAX, o padrão IEEE 802.16c, foi criada para funcionar no espectro de 10–66 GHz e fornece apenas conexões de linha de visada. Combinando os padrões 802.16a e 802.16c, foi criado o padrão IEEE 802.16d, também conhecido como IEEE 802.16-2004. O padrão IEEE 802.16e é uma versão revisada do padrão 802.16 que fornece conexões de alta velocidade para dispositivos que se movem lentamente — como um telefone celular WiMAX sendo usado por alguém que está caminhando ou dirigindo em uma área residencial —, ao passo que os padrões anteriores eram usados apenas para dispositivos fixos (White, 2012). Meios de comunicação 11 O WiMAX2 (IEEE 802.16m) é uma evolução do padrão IEEE 802.16e. Ele consiste em uma versão avançada do WiMAX com desempenho aprimorado, principalmente em termos de taxas de dados e eficiência. O WiMAX2 apre- senta taxa de transferência de dados de 100 Mbps para estações móveis e de 1 Gbps para estações fixas. Esse padrão opera em uma frequência de até 6 GHz e tem uma cobertura de 3 a 100 km (Rochol, 2018). Por fim, é preciso mencionar a comunicação via satélite. Segundo Comer (2016), o movimento de um objeto (p. ex., um satélite orbitando a Terra) é regido pelas leis da física, principalmente a Lei de Kepler — que descreve o movimento dos corpos celestes, incluindo satélites em órbita, fornecendo a estrutura matemática para entender as órbitas dos satélites e prever suas posições. A duração de uma órbita completa, também conhecida como “pe- ríodo”, é afetada pela distância entre a Terra e o objeto em questão. Como resultado, os satélites de comunicação podem ser agrupados em duas ca- tegorias principais, com base em sua proximidade com a Terra: os de baixa órbita e os geoestacionários, descritos a seguir. � Satélites de baixa órbita (LEO, do inglês low Earth orbit): são satélites que orbitam em altitudes que não ultrapassam 2.000 km. Para evitar o arrasto criado pelos gases atmosféricos, os satélites devem ser colocados acima da borda da atmosfera. Por isso, os satélites LEO são normalmente colocados em altitudes de pelo menos 500 km. O principal benefício dos satélites LEO são seus atrasos curtos, que costumam variar de 1 a 4 milissegundos. No entanto, a órbita de um satélite LEO não corresponde à rotação da Terra, e, devido a isso, da perspectiva de um observador da Terra, um satélite LEO parece se mover no céu. Assim, uma estação terrestre deve ter uma antena capaz de girar, para seguir o caminho do satélite. � Satélites geoestacionários (GEO, do inglês geostationary Earth orbit): o principal benefício de um satélite GEO é que ele tem um período orbital que corresponde exatamente à taxa de rotação da Terra. Quando situado acima do equador, um satélite GEO permanece na mesma posição sobre a superfície da Terra o tempo todo, o que o torna um objeto estacionário. Isso significa que, uma vez que uma estação terrestre estabelece uma conexão com o satélite, não há mais necessidade de mover o equipamento. No entanto, a desvantagem de um satélite GEO é que ele está localizado mais longe da Terra, com uma órbita geoestacionária que exige uma distância de 35.785 km. Meios de comunicação12 Essa distância pode implicar atrasos significativos, pois, para ocorrer comunicação, uma onda de rádio deve realizar uma viagem de ida até um satélite GEO e posteriormente retornar. Na próxima seção, vamos refletir sobre a mensuração da capacidade de meios de transmissão. Avaliação de capacidade Nesta seção, serão apresentadas algumas das medidas de desempenho que podem ser usadas para avaliar um meio de transmissão. Antes disso, no entanto, é importante compreender os conceitos de reflexão, difração, refração e modulação, que são fundamentais para entender como as ondas interagem com diferentes meios e objetos. Esses conceitos são explicados a seguir, de acordo com Forouzan (2010) e White (2012). � Reflexão: é um fenômeno que ocorre nos meios de comunicação de dados quando os sinais encontram um limite ou interface e rebatem, causando possíveis interferências. Na comunicação de fibra óptica, por exemplo, a ocorrência de reflexão nos conectores ou nas interfaces pode resultar em perda de sinal. Para evitar reflexos indesejados, são utilizados conectores especializados e revestimentos antirreflexo. � Difração: é a curvatura e propagação das ondas quando elas encontram um obstáculo ou abertura que é da ordem de seu comprimento de onda. Na comunicação sem fio, a difração ocorre quando os sinais são transmitidos, por exemplo, ao redor de prédios e outros obstáculos, resultando em cobertura de sinal em áreas que normalmente seriam obstruídas. � Refração: é a curvatura de uma onda ao passar de um meio para outrocom uma densidade diferente. Esse fenômeno ocorre devido à mudança de velocidade da onda no novo meio, que faz com que ela mude de direção. No caso da fibra óptica, os sinais que passam do núcleo da fibra para o revestimento podem ser refratados, o que pode causar uma mudança na forma como a luz se propaga. Os sistemas de fibra óptica são criados com a intenção de regular e potencializar esse comportamento. � Modulação: é o processo de variação de uma ou mais propriedades de uma onda portadora (geralmente de alta frequência) de acordo com o Meios de comunicação 13 sinal de informação que está sendo transmitido. Ou seja, ocorre a ma- nipulação das características de um sinal portador em correspondência com a informação que está sendo transmitida. Tanto na comunicação com fio quanto na sem fio, técnicas de modulação são empregadas para codificar informações digitais em sinais de portadora analógicos, permitindo uma transmissão simplificada em vários meios. Entendidos esses conceitos, agora vamos abordar a mensuração de um meio de comunicação. As principais medidas usadas são a do atraso de propagação e a da capacidade do canal, detalhadas a seguir, de acordo com Comer (2016). Atraso de propagação A expressão “atraso de propagação” é usada para descrever a duração da transmissão de um sinal do emissor para o receptor através de um meio de transmissão. Em outras palavras, indica a quantidade de tempo necessária para que um bit se mova do ponto inicial da conexão até o roteador B. A velocidade na qual o bit trafega é chamada de “velocidade de propagação”, que depende do tipo de conexão física do meio usado. Essa velocidade varia de 2 × 108 m/s a 3 × 108 m/s, que é igual à velocidade da luz. Assim, o atraso na propagação do sinal está sujeito a dois fatores: a veloci- dade na qual o sinal viaja pelo meio e a distância total que ele deve percorrer. Para determinar o atraso de propagação, é usada a seguinte equação: Atraso de propagação = distância / velocidade de propagação onde: � Distância = comprimento do caminho de transmissão que um sinal percorre; � Velocidade de propagação = velocidade na qual o sinal viaja pelo meio. Calcule o atraso de propagação de um sinal considerando que a distância é de 200 m e a velocidade de propagação é de 2 × 108 m/s. Resolução Atraso de propagação = 200 / 2 × 108 Atraso de propagação = 1 × 10–6 m/s Meios de comunicação14 Capacidade do canal A capacidade de um canal de transmissão corresponde à quantidade máxima de dados que podem ser transmitidos através dele. Essa determinação leva em consideração vários fatores, incluindo largura de banda, relação sinal-ruído e esquemas de modulação do canal. Para calcular a capacidade teórica do canal, utiliza-se o teorema de Shannon, cuja fórmula é a seguinte: C = B × log2 (1 + S / N) onde: � C = limite de capacidade do canal, em bits por segundo; � B = largura de banda do hardware; � S / N = relação sinal-ruído (signal-to-noise ratio), que é a potência média do sinal dividida pela potência média do ruído. Considere um meio de transmissão com uma largura de banda de 1 kHz, uma potência de sinal média de 70 unidades e uma potência de ruído média de 10 unidades. Qual é a capacidade do canal? Resolução C = 103 × log2 (1 + 7) = 103 × 3 = 3.000 bits por segundo Para expressar a relação sinal-ruído, comumente é usado o decibel (dB), uma unidade de medida que indica a disparidade entre dois níveis de potência. Essa diferença é calculada medindo-se dois níveis de potência e expressando- -se o contraste em decibéis: dB = 10 × log10 (P2 / P1) Embora o uso de dB como unidade de medida possa parecer sem importân- cia, na verdade ele apresenta duas vantagens exclusivas. Em primeiro lugar, um valor dB negativo indica que o sinal foi enfraquecido ou atenuado, ao passo que um valor dB positivo significa que o sinal foi reforçado ou amplificado. Em segundo lugar, se um sistema de comunicação for composto de várias partes dispostas em sequência, as medições de decibéis de cada parte poderão ser combinadas para determinar o desempenho geral de todo o sistema. Por fim, é importante destacar que esse cálculo serve para indicar a capa- cidade máxima hipotética do canal se todas as condições fossem ideais. No Meios de comunicação 15 entanto, em situações do mundo real, diversas variáveis, incluindo técnicas de modulação, eficácia de codificação e distúrbios ambientais, podem afetar a taxa de dados prática que pode ser alcançada. Neste capítulo, você conheceu diferentes meios de comunicação com fio e sem fio, podendo compreender as características dos cabos usados nos meios de transmissão guiados, bem como os padrões frequentemente utilizados em redes sem fio. Como vimos, esses meios de comunicação são fundamentais para a comunicação de dados, sendo de suma importância para a sociedade atual. Referências COMER, D. E. Redes de computadores e internet. 6. ed. Porto Alegre: Bookman, 2016. FOROUZAN, B. A. Comunicação de dados e redes de computadores. 4. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 2010. FOROUZAN, B. A.; MOSHARRAF, F. Redes de computadores: uma abordagem top-down. São Paulo: McGraw-Hill, 2013. KUROSE, J.; ROSS, K. Redes de computadores e a internet: uma abordagem top-down. 6. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2013. RIBEIRO, T. C. S. C. Fundamentos de redes de computadores. Londrina: Educacional, 2016. ROCHOL, J. Sistemas de comunicação sem fio: conceitos e aplicações. Porto Alegre: Bookman, 2018. WHITE, C. M. Redes de computadores e comunicação de dados. São Paulo: Cengage Learning, 2012. Meios de comunicação16