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1 1 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. 3 Conteúdo da Aula � Revisão de sinais � Sinal Analógico � Sinal Digital � Sinal Discreto � Sinal Contínuo 4 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 5 � Baseado em padrões bem definidos � Da física � Energia � Propagação de ondas eletromagnéticas � Matemática � Teoria de codificação Padrões 6 Transmissão de Informação � Passagem de sinais através de meios físicos* de comunicação � Principais conceitos � Codificação � transmissão 2 7 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. 8 Conceitos Básicos � Comunicação � Ato de transmitir informações através de símbolos; � Preservar seu significado � Recuperar seu entendimento � Permitir sua manipulação � Informação � Sinais 9 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 10 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 11 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. 12 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 3 13 Transmissão de Informação 14 Modelo Simplificado 15 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 16 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). 17 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. 18 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). 4 19 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. 20 Sistema de Comunicações � Transdutor de saída � Realiza a conversão do sinal elétrico para a forma apropriada da mensagem de saída (ex. alto falante). 21 � 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 22 � 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.) 23 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 1 8 Byte ou octeto ... 24 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. 5 25 � 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 26 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) 27 � 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) 28 Tabela ASCII 29 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. 30 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 6 31 Sinal � Sinais contínuos e discretos Sinal contínuo t S(t) Sinal discreto t S(t) 32 Sinal � Sinal Contínuo no Tempo, x(t): � Quando a variável independente (tempo) é contínua. � Exemplo 1: 33 Sinal � Sinal Contínuo no Tempo, x(t): � Quando a variável independente (tempo) é contínua. � Exemplo 2: 34 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. 35 Sinal� Sinal Discreto no Tempo, x[n]: � Quando a variável independente (tempo) é discreta. � Exemplo 1: 36 Sinal � Sinal Discreto no Tempo, x[n]: � Quando a variável independente (tempo) é discreta. � Exemplo 2: 7 37 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) 38 Sinal � Sinais analógico e digital Sinal analógico t S(t) S(t) t 39 Sinais analógicos x digitais 40 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 41 Sinal � Sinal Determinístico � Sinal cujo comportamento é conhecido e pode ser representado por uma função do tempo. � Sinal Aleatório � Sinal conhecido em termos propabilísticos. 42 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 8 43 Exemplos - sinal em função do tempo como uma senóide 44 Formas de Ondas
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