Aula 02

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Comunicação de Dados
Aula 2 Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos
Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos
COMUNICAÇÃO DE DADOS
CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - *
Conteúdo Programático desta aula
 Compreender como a camada física interage com os meios de transmissão e assegura a conectividade entre componentes da rede. 
 Diferenciar os meios físicos de transmissão usados na comunicação de dados.
 Caracterizar as limitações e melhores indicações de uso para cada tipo de meio físico. 
 Diferenciar a representação de dados analógica e digital. 
 Compreender a representação de sinais analógicos e digitais. 
 Associar os efeitos de um meio de transmissão imperfeito à ocorrência de erros. 
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Introdução
A camada física assegura conectividade entre os componentes da rede.
As tarefas da camada envolvem alguma complexidade, especialmente quando se trata de oferecer à camada de enlace o serviço de encaminhar cadeias de 0s e 1s.
As cadeias binárias devem ser convertidas em uma forma de energia (sinais elétricos, sinais ópticos, ondas eletromagnéticas) e enviadas através dos meios físicos.
Deste modo, por exemplo, pode-se transmitir um 1 binário aplicando:
 1 = +V volts e
 0 = -V volts.
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Meios Físicos
 Guiados – cabos metálicos ou fibras óticas
 Não guiados – sem fio
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Parâmetros para seleção do meio físico
 Tipo de rede
 Custo
 Distância
 Segurança
 Taxa de erro
 Vazão (Throughput)
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Parâmetros para seleção do meio físico
 Tipo de rede
 Custo
 Distância
 Segurança
 Taxa de erro
 Vazão (Throughput)
Na seleção do meio físico temos um tipo ideal de meio de transmissão. 
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Parâmetros para seleção do meio físico
 Tipo de rede
 Custo
 Distância
 Segurança
 Taxa de erro
 Vazão (Throughput)
É um fator fundamental na seleção do meio, pois, na prática, custo e qualidade são proporcionais
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Parâmetros para seleção do meio físico
 Tipo de rede
 Custo
 Distância
 Segurança
 Taxa de erro
 Vazão (Throughput)
As distâncias vão impor o uso de algum meio de transmissão cujo alcance possa atender as necessidades 
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Parâmetros para seleção do meio físico
 Tipo de rede
 Custo
 Distância
 Segurança
 Taxa de erro
 Vazão (Throughput)
Este é um dos fatores mais importantes na seleção do meio e da topologia empregada.
O termo segurança abrange:
 Limitação de acesso por pessoas não autorizadas e
 Segurança das aplicações e serviços.
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Parâmetros para seleção do meio físico
 Tipo de rede
 Custo
 Distância
 Segurança
 Taxa de erro
 Vazão (Throughput)
As taxas de erro intrínsecas de cada tipo de canal podem impedir que determinadas aplicações funcionem de forma adequada
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Parâmetros para seleção do meio físico
 Tipo de rede
 Custo
 Distância
 Segurança
 Taxa de erro
 Vazão (Throughput)
A vazão expressa a quantidade de dados que pode fluir num canal num certo intervalo de tempo.
É expresso em bits por segundo, bps, e seus múltiplos, kbps, mbps
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Principais meios guiados
 Par Trançado
 Coaxial
Fibra Ótica
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Cabo de Par Trançado
Composto de 4 pares de cobre trançados, é, atualmente, o meio mais empregado em LANs, pela elevada relação custo-benefício.
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Categorias de Cabo de Par Trançado
As categorias dos cabos de par trançado são estabelecidas pela  TIA (Telecommunications Industry Association) e se referem à qualidade oferecida por cada tipo.
Dentro das categorias temos ainda as classificações dadas pela proteção de um cabo:
 UTP – Não blindado
 STP - Blindado
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Categorias de Cabo de Par Trançado
Categoria 1 e 2 – cabos em desuso, foram usados em redes com vazão de 4 mbps e telefonia de voz
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Categorias de Cabo de Par Trançado
Categoria 3 – suporta até 16 MHz de banda, o que pode oferecer uma vazão de 10 mbps. Mínimo para o padrão 10 Base T 
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Categorias de Cabo de Par Trançado
Categoria 4 – suporta até 20 MHz o que proporciona uma vazão de 16 mbps.
Não é mais fabricado, enquanto o cat 3 ainda é usado em redes de telefonia.
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Categorias de Cabo de Par Trançado
Categoria 5 – são o padrão mínimo para os padrões 100 Base Tx e 1000 Base T (Gigabit Ethernet).
Foram substituídos pelo padrão Cat 5e pois suportam frequências de até 100 MHz e possuem redução das interferências mútuas entre pares.
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Categorias de Cabo de Par Trançado
Categoria 6 – Foram criados para conexões gigabit (1000 mbps) mas não tiveram grande aceitação pois podemos usar o cat 5e nesta vazão.
Pode ser usado em conexões de 10 Gbps mas a uma distância de até 55 m.
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Categorias de Cabo de Par Trançado
Categoria 6a – inclui espaçadores entre os pares para permitir
uma frequência de 625 MHZ e pode permitir a conexão de 10 Gbps a até 100 m 
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Categorias de Cabo de Par Trançado
Categoria 7 – Ainda não homologada,deve proporcionar conexões a 100 Gbps
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Conectores de Cabo de Par Trançado
São chamados RJ 45.
Podem sem:
Simples ou 
Blindados
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Blindagens de Cabo de Par Trançado
Podem sem:
 UTP – Unshielded Twisted Pair – Sem Blindagem
 STP – Shielded – Blindados
 Tipos de Blindagem
 Cabos Foiled TP – FTP
 Cabos STP
Cabos SSTP – Screened Shielded
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Cabo Coaxial
O cabo coaxial, se comparado ao par trançado, suporta o transporte de sinais em faixas de frequências mais altas
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Fibras Óticas
Invólucro de PVC, Teflon e Kevlar para reforçar a estrutura do cabo.
Pode usar a transmissão nos formatos:
monomodo ou multimodo
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Principais meios não guiados
Transmitem ondas eletromagnéticas.
Tipos:
 Rádio
 Micro-ondas
 Infravermelho
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Ondas de Rádio
 Geralmente transmitida entre 3 kHz e 1 GHz, são omnidirecionais
 As antenas de transmissão e recepção não necessitam estar alinhadas
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Micro-ondas
A transmissão de micro-ondas, entre 1 e 300 GHz, é uni direcional
 As antenas de transmissão e recepção necessitam de alinhamento
 Interferências wi-fi
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Ondas Infravermelhas
 Na transmissão de Ondas Infravermelhas o alcance é muito reduzido.
 Como sua frequência é muito alta as taxas de erro são muito elevadas e mais sujeitas a interferências
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Sinais
 Sistemas computacionais: 1s e 0s representam dados binários.
 É tarefa da camada física, converter cadeias de 1s e 0s em sinais eletromagnéticos.
 Dados e Sinais podem ser analógicos ou digitais.
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Sinais analógicos e digitais
 Sinais analógicos podem assumir uma quantidade infinita de valores
 Sinais digitais assumem valores em quantidade limitada
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Tempo 
Valor
Tempo 
Valor
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Sinais Analógicos
O sinal analógico caracteriza-se por ter vários níveis de tensão em um determinado período de tempo (número infinito de valores distribuídos numa faixa). 
Consiste na variação de uma voltagem em relação ao tempo para representar um fluxo de informação.
Exemplos de sinal analógico
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Tipos de sinal analógico
Os sinais analógicos podem ser classificados em:
• Simples (uma onda senoidal);
• Composto (soma discreta de múltiplas ondas senoidais). 
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Características de uma onda senoidal
Amplitude
Representa a magnitude de uma onda 
 É proporcional à potência de saída
 O alcance da onda é proporcional à amplitude inicial
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Características de uma onda senoidal
Frequência
Número de períodos num intervalo de tempo
 Medido em Hertz (Hz) = 1 ciclo/1 segundo
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Características de uma onda senoidal
Fase
Refere-se a posição da onda em relação ao zero
 A posição da fase é expressa em graus (1 ciclo corresponde a 360º).
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Características de uma onda senoidal
Período
É o tempo necessário para a onda completar um ciclo.
 É o inverso da frequência P = 1 / f
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Características de uma onda senoidal
Largura de Banda
Faixa de frequências suportadas por um meio.
 É igual à diferença entre a menor e a maior frequência.
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Sinais digitais
No sinal digital : 
 nível 1 equivale a uma tensão positiva e o 
 nível zero equivale ao referencial zero volt
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Sinais digitais
No sinal digital o nível 1 equivale a uma tensão positiva e o nível zero equivale ao referencial zero volt
Possui largura de banda infinita
Por este fator em sinais digitais a largura de banda é expressa em bps
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Limites para taxa de transmissão de dados
É o limite máximo teórico de dados num determinado meio
Depende de 3 fatores
 Largura de Banda disponível
 Níveis de sinais que podemos utilizar
 Qualidade do canal (nível de ruído)
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Transmissão com perdas
Os sinais trafegam por meios de transmissão imperfeitos. 
Essas linhas de transmissão enfrentam três problemas:
 
 atenuação, 
 distorção e 
 ruído.
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Atenuação
Atenuação significa perda de energia do sinal, ela acontece quando um sinal trafega por um meio físico.
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Distorção
A distorção ocorre em um sinal composto, significa que houve uma mudança em sua forma ou formato
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Ruídos
Diversos tipos de ruídos podem causar danos a um sinal. Alguns deles são: ruído térmico, ruído induzido, linha cruzada, dentre outros.
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Resumo da Aula
Nesta aula, você:
 Identificou como a camada física interage com os meios de transmissão e assegura a conectividade entre componentes da rede.
Diferenciou os meios físicos de transmissão usados na comunicação de dados.
Caracterizou as limitações e melhores indicações de uso para cada tipo de meio físico.
Diferenciou a representação de dados analógica e digital.
Discutiu a representação de sinais analógicos e digitais.
Associou os efeitos de um meio de transmissão imperfeito à ocorrência de erros. 
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