Aula 02 Redes de Computadores UFRPE - Sinais

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Redes de Computadores
Aula 2
Obionor Nóbrega
Objetivo
� Introduzir uma visão de como ocorre a 
comunicação de dados, suas técnicas 
de transmissão e controle de erros, 
assim como as características do meio 
em que ocorrem.
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Conteúdo da Aula
� Revisão de sinais
� Sinal Analógico
� Sinal Digital
� Sinal Discreto
� Sinal Contínuo
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Idéia básica
� Codificar os dados como energia e transmitir energia
� Decodificar a energia no destino em dados 
� Energia pode ser elétrica, luz, radio, som,.. 
� Cada forma de energia tem propriedades e requerimentos de 
transmissão diferentes
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� Baseado em padrões bem definidos
� Da física
� Energia
� Propagação de ondas eletromagnéticas
� Matemática
� Teoria de codificação
Padrões
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Transmissão de Informação
� Passagem de sinais através de meios 
físicos* de comunicação
� Principais conceitos
� Codificação
� transmissão
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Informação e Sinal
� Processo de Comunicação:
1. Geração de uma idéia na origem;
2. Descrição através de símbolos;
3. Codificação do símbolo e uma forma 
propícia à transmissão em um meio;
4. Transmissão desses símbolo codificado ao 
destino;
5. Decodificação e reprodução dos Símbolos.
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Conceitos Básicos
� Comunicação
� Ato de transmitir informações através de 
símbolos;
� Preservar seu significado
� Recuperar seu entendimento
� Permitir sua manipulação
� Informação
� Sinais
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Conceitos Básicos
� Comunicação
� Informação
� Idéias ou dados manipulados pelos 
agentes que as criam, manipulam e 
processam.
� Sinais é a materialização específica desta 
informação utilizada no momento da 
transmissão.
� Sinais
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Conceitos Básicos
� Comunicação
� Informação
� Sinais
� Homem -> sinais acústicos;
� Sist. de comunicação ->sinais ou ondas 
eletromagnéticas através de meios físicos de 
transmissão
� Sinais:
� Amplitude em função do tempo
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Resumo
� “Informação”
� Dados úteis + dados de controle e/ou sincronismo
� A informação é representada por sinais.
� “Sinais”
� É um fenômeno elétrico que pode ser descrito por 
parâmetros adequados.
� Representação elétrica, eletromagnética ou ótica 
dos dados
� “Transmissão”
� Comunicação de dados através da propagação de 
sinais.
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Sistema de Comunicação -Conceitos
� Fonte (source)
� Gera dados para serem transmitidos
� Transmissor (transmiter)
� Converte dados em sinais
� Sistema de Transmissão (transmission system)
� Transporte dos Dados
� Receptor (Receiver)
� Converte o sinal recebido em dados
� Destino (Destination)
� Recebe os dados
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Transmissão de Informação
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Modelo Simplificado
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Sistema de comunicação
� Diagrama de Blocos do sistema de 
comunicações
Transdutor
de entrada
Transmissor Canal Receptor Transdutor 
de saída
Distorção
Ruído
Mensagem 
entrada
sinal de 
entrada
sinal 
transmitido
sinal 
recebido
sinal de 
saída
Mensagem 
entrada
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Sistema de Comunicações
� Transdutor de Entrada
� Converte o sinal de entrada para forma 
elétrica (ex. microfone).
� Transmissor
� Adequa o sinal de entrada ao canal para 
minimizar os efeitos de distorção e ruído 
introduzido pelo canal (ex. amplificação, 
codificação, modulação).
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Sistema de Comunicações
� Canal
� Conexão elétrica entre o transmissor e o 
receptor (Ex. par metálico, fibra óptica, 
rádio).
� Devido a imperfeições na resposta de 
freqüência do canal o mesmo provoca 
distorção no sinal transmitido. 
� O canal introduz atenuação no sinal 
transmitido que aumenta com a distância.
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Sistema de Comunicações
� Canal
� O canal introduz sinais indesejáveis que 
denominaremos ruído.
� O ruído pode ser de natureza externa (canais 
adjacentes, equipamentos elétricos, 
tempestade solares, radiação intergalactica) ou 
interna (movimento térmico de elétrons, 
emissões aleatórias, difusão e recombinação de 
portadores em dispositivos semicondutores).
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Sistema de Comunicações
� Receptor
� Extrai da versão degradada do sinal 
transmitido a informação enviada pela 
fonte.
� Caso o nível do sinal recebido esteja abaixo 
de um dado limite (sensibilidade do 
receptor) ou a relação sinal/ruído seja 
baixa o receptor não irá recuperar a 
informação. 
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Sistema de Comunicações
� Transdutor de saída
� Realiza a conversão do sinal elétrico para a 
forma apropriada da mensagem de saída 
(ex. alto falante).
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� Sistemas de comunicações, que compõe as 
redes, utilizam sinais que trafegam através 
dos meios físicos de transmissão.
� O sucesso da Transmissão de Dados depende 
principalmente de dois fatores:
� A qualidade do sinal sendo transmitido
� Características do meio de transmissão
Resumo 
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� A transmissão de dados ocorre entre o 
transmissor e receptor sobre algum meio de 
transmissão, pela variação de alguma 
propriedade física no meio de transmissão.
� A comunicação sobre o meio de transmissão 
se dá na forma de ondas eletromagnéticas.
� Sinais eletromagnéticos são usados como meio 
de transmitir dados.
Resumo (cont.)
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Códigos de Comunicação
� Bits e Bytes
� 0s e 1s são símbolos do sistema binário
um digito binário é referenciado como um bit em 
notação posicional
� Agrupamento de bits
bit bit bit bit bit bit bit bit
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Byte ou octeto
...
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Códigos de Comunicação
� A utilização de códigos binários simples 
e padronizados permite que a 
informação seja codificada e 
decodificada por meios elétricos, 
possibilitando a comunicação de dados 
automatizada.
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� Código
� conjunto de definições padronizadas que 
dão significado aos caracteres
� Caracter
� letras, símbolos e controles
� Elementos de sinalização
� representação dos caracteres que são 
transmitidos sobre uma linha de 
transmissão
Códigos de Comunicação
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Exemplos de Códigos
� Código Baudot - 1870
� Francês Emile Baudot
� Limitado - cinco elementos do sinal para 
representar os caracteres (32 combinações 
possíveis)
� EBCDIC - Extended Binary Coded Decimal 
Interchange Code (1960)
� Definido pela IBM para seus produtos
� Oito bits para representar 256 caracteres
� (exercitar mudança de base decimal -> binário)
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� ASCII - American Standard Code for 
Information Interchange (1960)
� ANSI (American National Standard 
Organization)
� ISO ( International Organization for 
Standardization)
� Sete bits para representar 128 caracteres
� Uso geral
� Extended ASCII (+128 caracteres)
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Tabela ASCII
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Sinal 
� Qualifica tanto a natureza da informação, 
quanto a característica dos sinais utilizados 
para a transmissão através dos meios físicos;
� Classificação dos sinais:
� Discretos.
� Contínuos.
� Analógicos.
� Digitais.
� Determinísticos.
� Aleatórios.
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Sinal
� Sinal Discreto
� Sinal definido para valores específicos de 
tempo
� Varia de um nível constante para outro 
nível constante
� Sinal Contínuo
� Sinal definido para todos os valores do 
tempo.
� Varia num intervalo infinito de valores
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Sinal
� Sinais contínuos e discretos
Sinal contínuo
t
S(t)
Sinal discreto
t
S(t)
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Sinal
� Sinal Contínuo no Tempo, x(t):
� Quando a variável independente (tempo) é contínua.
� Exemplo 1:
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Sinal
� Sinal Contínuo no Tempo, x(t):
� Quando a variável independente (tempo) é contínua.
� Exemplo 2:
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Sinal
� Sinal Contínuo no Tempo, x(t):
� Quando a variável independente (tempo) é contínua.
� Outros exemplos:
� Energia absorvida por um sistema ao longo do tempo, W(t);
� Temperatura do Corpo ao longo do tempo, T(t);
� Distância de um Objeto a uma determinada referência espacial, 
d(t);
� Quantidade de água armazenada em um reservatório, Q(t);
� Etc.
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Sinal� Sinal Discreto no Tempo, x[n]:
� Quando a variável independente (tempo) é discreta.
� Exemplo 1:
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Sinal
� Sinal Discreto no Tempo, x[n]:
� Quando a variável independente (tempo) é discreta.
� Exemplo 2:
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Sinal
� Sinal Analógico
� Aquele em que a amplitude pode assumir 
qualquer valor em um intervalo de tempo
� Valores (amplitude) contínuos e tempo contínuo 
(e.g. som, vídeo)
� Sinal Digital
� Aquele que a amplitude assume um número finito 
de valores.
� Valores (amplitude) discretos e tempo discreto 
(e.g. texto, inteiros)
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Sinal
� Sinais analógico e digital
Sinal analógico
t
S(t) S(t)
t
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Sinais analógicos x digitais
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Sinais Digitais e Analógicos
� Qualquer informação pode ser 
transmitida através de sinais analógicos 
ou digitais;
T
01 01 10 0110 00 11
11
10
01
00
T = 2bps
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Sinal
� Sinal Determinístico
� Sinal cujo comportamento é conhecido e 
pode ser representado por uma função do 
tempo.
� Sinal Aleatório
� Sinal conhecido em termos propabilísticos.
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Características da Onda de Sinal
� Amplitude (A)
� altura da onda - energia do sinal
� medida em volts
� Freqüência (f)
� número de repetições de um período por segundo
� memdida em Hertz (Hz) ou ciclos por segundo
� Período = tempo de uma repetição (T)
� T = 1/f
� Fase (φ)
� relativa a posição no tempo
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Exemplos - sinal em função do 
tempo como uma senóide 
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Formas de Ondas