Parte3 CamadaFisica 2oSem2015 parcial

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Camada Física
Canal
Os meios de transmissão (cabo, fibra, rádio etc) fornecem uma forma de 
se transmitir informações de um transmissor para um receptor. Neste 
contexto, diz-se que a informação é transmitida através de um canal.
Os canais de telecomunicações possuem, de forma simplificada, três 
propriedades importantes:
◦ A largura de banda: que é a amplitude de freqüência (a diferença entre a 
maior e menor freqüências) que o canal permite passar sem atenuação, ou 
seja, sem que o sinal tenha sua potência diminuída fortemente.
◦ Ruídos e Interferências que afetam o canal.
◦ Distorções que o canal causa no sinal.
Meios de 
Transmissão
Meios Físicos Mais Comuns:
Cabo Coaxial
Par Trançado
Fibra Óptica
Rádio
Cabo Coaxial
Cabo Coaxial
Condutor 
Externo
Revestimento de Proteção (isolante)
Isolante
Condutor Interno
Cabo Coaxial:
•Os cabos coaxiais podem apresentarem-se com impedâncias de 50 ou 
75 Ohms (utilizados, por exemplo, para sistemas de recepção de TV)
•Para redes de dados é utilizado o cabo de 50Ohms
•Possui grande largura de banda
•Melhor imunidade à ruído que o par trançado
•Custo maior que o par trançado.
Cabo Coaxial (10Base5):
Cabo Coaxial Grosso (Thick) - 10BASE5
Em desuso
Cabo Coaxial Grosso
Conector de Pressão(MDI)
Cabo AUI
MAU
Conector 
AUI com 
15 pinos
Terminador 50 
Ohm
Cabo Coaxial (10Base5):
Cabo Coaxial (10Base5):
Na notação “10BASE” :
◦ “10” significa 10Mbps
◦ “BASE” significa transmissão em banda base
◦ “5” indica a distância máxima aproximada entre os extremos da rede: 500m
Cabo Coaxial (10Base5):
Cabo Coaxial Fino
Terminador BNC 
Macho 50 Ohm
Conector T BNC
Conector BNC Macho
Cabo Coaxial – 10Base2 :
Cabo Coaxial Fino (Thin)- 10BASE2
Mais fino (5mm) e fácil de instalar que o cabo coaxial grosso.
Em desuso
Conector BNC
Terminador
Adaptadores
Cabo Coaxial – 10Base2 :
Cabo Coaxial – 10Base2 :
Cabo Coaxial – 10Base2 :
Par Trançado
Par Trançado:
Par Trançado – Características 
Gerais:
4 pares de fios identificados por código de cores. Par Trançado – Características 
Gerais:
Pares de fios trançados num cabo. Os melhores cabos tem de passos de 1 a 3 voltas 
por polegada (2,54cm). Para melhor resultado, os passos das voltas entre cabos pode 
variar. 
menor imunidade a ruídos (em relação ao cabo coaxial)
Utilizados com as seguintes tecnologias: 10Base-T, 100Base-TX, 100Base-T2, 
100Base-T4, and 1000Base-T 
interferência mútua considerável (crosstalk)
Três tipos mais utilizados: 
Unshielded Twisted Pair - UTP
Shielded Twisted Pair – STP
Screened Twisted Pair (ScTP) 
Par Trançado – Unshielded
Twisted Pair – UTP:
•Os cabos UTP não possuem uma malha de “blindagem”.
•Impedância de 100Ohms.
•De acordo com as características elétricas é dividido em categorias (de 3 
a 7) pela TIA/EIA (Telecommunication Industry Association/Electronic
Industry Association)
•Usualmente com 4 pares de fios.
•Redes 10Base-T, 100Base-TX, and 100Base-T2 utilizam somente 2 pares 
enquanto redes 100Base-T4 e 1000Base-T utilizam os 4 pares.
Par Trançado – Unshielded 
Twisted Pair – UTP:
Par Trançado – Unshielded 
Twisted Pair – UTP:
Categorias:
Category 1 & Category 2 – Inadequado para uso com Ethernet. 
Category 3 – Com impedância de 100 ohm impedance e características 
elétricas para suportar freqüências de até 16 MHz. Especificado na 
norma TIA/EIA 568-A. Pode ser utilizado para tecnologias 10Base-T, 
100Base-T4, e 100Base-T2. 
Category 4 – STP com impedância de 100 ohm e características elétricas 
para suprotar freqüências de até 20 MHz. Especificado norma TIA/EIA 
568-A. Pode ser utilziado com redes: 10Base-T, 100Base-T4 e100Base-
T2. 
Par Trançado – Unshielded
Twisted Pair – UTP:
Categorias:
•Category 5 – Com impedância de 100 ohm e características elétricas 
adequadas para freqüências até 100 MHz. Especificado pela norma 
TIA/EIA 568-A. Pode ser utilizado com redes 10Base-T, 100Base-T4, 
100Base-T2, e 100Base-TX. Suporta também redes 1000Base-T mas 
neste caso o cabo deve ser testado para verificar se é adequado às 
especificações 1000Base-T specifications. 
Par Trançado – Unshielded 
Twisted Pair – UTP:
Categorias:
•Category 5e – A categoria 5e (ou "Enhanced Cat 5") é um padrão novo 
cujas especificações superam a Categoria 5. Também possui impedância 
de 100 Ohm e suporta freqüências máximas de até 100 MHz. A 
categoria 5e é direcionada para redes 1000Base-T mas também 
suportas redes 10Base-T, 100Base-T4, 100Base-T2 e 100BaseTX. 
•Category 6 – A categoria 6 é uma proposta de padrão que objetiva 
suportar freqüências máximas de até 250 MHz sobre um par trançado 
de 100 Ohm.
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Par Trançado – Unshielded
Twisted Pair – UTP:
Categorias:
•Category 7 - A Catetoria 7 é uma proposta de padrão que objetiva 
suportar freqüências máximas de até 600 MHz sobre um par trançado 
de 100 Ohm. 
Par Trançado – Screened Twisted 
Pair – ScTP:
• São pares trançados de 4 pares e 150 Ohm com uma única folha 
(também chamados de Foil Twisted Pair - FTP), ou uma tela trançada 
(também chamados de Screened UTP - sUTP). que cercam todos os 
quatro pares com o objetivo de minimizar a radiação eletromagnética 
(EMI) e susceptibilidade a ruídos externos.
•Os cabos ScTP podem ser pensados como uma versão blindada dos 
cabos UTPs categorias 3, 4 e 5.
Par Trançado – Shielded 
Twisted Pair – STP:
Embora o par trançado ScTP seja técnica uma forma de par trançado 
blindado, o termo " shielded twisted pair " (STP) é mais frequentemente 
utilizado para definir o cabo trançado de 150 ohms definido pelas 
especificações IBM Cabling System para uso com redes do Token-Ring. 
Os pares torcidos do cabo STP 150 ohms são envolvidos 
individualmente em um protetor de folha condutora e inseridos em um 
protetor externo contra EMI.
Par Trançado – Shielded Twisted Pair – STP:
• Os cabos STP 150 ohms não são pretendidos geralmente
para o uso com Ethernet. Entretanto, o padrão do Ethernet
descreve como pode ser adaptado para o uso com Ethernet
10BaseT, 100Base-TX, e 100Base-T2 instalando
transformadores de impedância, ou "baluns", que convertem a
impedância de 100 ohms dos transceptores do Ethernet à
impedância de 150 ohms do cabo de STP.
•Analogamente aos cabos UTP, os cabos STP estão divididos
em “Tipos” 1, 2, 6, 8, & 9 para redes Token-Ring e freqüências
de até 16 MHz.
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Par Trançado – Shielded Twisted Pair – STP:
• Posteriormente a IBM definiu os cabos STP-A Tipos 1A, 2A,
6A, & 9A para redes FDDI e freqüências de até 100 MHz.
•Utilizado principalmente na Europa
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Par Trançado: UTP - Conector e Cabos
•RJ-45 (Registred Jack 45)
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Par Trançado: UTP - Conector e Cabos
•RJ-45 (Registred Jack 45)
T568A T568B
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Cabos:
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Cabos:
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Cabos:
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Cabos:
Também conhecido como cabo null-modem (ou Cisco console cable) é
utilizado para conectar um computador à porta console de equipamentos de
rede (switches e routers). Utilizado para comunicação serial.
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Fibra Óptica
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Elementos de 
Tração
Revestimento Externo
Capa
CascaNúcleoFibra Óptica - Estrutura:
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Fibra Óptica – Princípio da Reflexão 
Total:
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•Fonte de Luz: Diodo Lazer ou LED
•Detector de Luz: Fotodiodo
•Imunidade a ruído eletromagnético
• Janelas de Operação:800nm, 1300nm e 1500nm
•Custo maior que o par trançado.
Fibra Óptica - Características:
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Fibra Óptica – Janelas de Transmissão:
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Fibra Óptica – Tipos:
(monomodo)
(multimodo)
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Fibra Óptica – Tipos:
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Fibra Óptica – Dispersão do Sinal:
A dispersão do sinal da fibra óptica, ou seja, o alargamento
do pulso no tempo limita a velocidade máxima de
transmissão da fibra.
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Fibra Óptica – DWDM\
•DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) é uma 
técnica que aumenta a banda de transmissão das fibras 
ópticas através da utilização de diversos comprimentos de 
onda.
•Taxas de 400Gbps são possíveis.
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Fibra Óptica – Conectores:
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Fibra Óptica – Exemplo de rede :
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Fibra Óptica - Exemplo Hub:
RX TX RX TX RX TX
R
RXTX
Placa de Rede
HUB
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Wireless
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Wireless – Técnicas de Espalhamento do 
Sinal
•Nas comunicações wireless é comum a utilização de
técnicas de espalhamento em freqüência.
•Duas técnicas são muito utilizadas.
•Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS).
•Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS).
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• Espalhamento de espectro por seqüência direta (DSSS -
direct sequence spread spectrum) consiste na modulação em
amplitude de um sinal pseudo-aleatório com amplitudes -1 e
+1 correspondentes aos chips 0 e 1
Wireless – Técnicas de Espalhamento do Sinal
Direct Sequence Spread Spectrum:
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Wireless – Técnicas de Espalhamento do Sinal
Frequency Hopping Spread Spectrum:
•Espalhamento de espectro por salto em freqüência é uma
técnica de espalhamento espectral onde a freqüência da
portadora é alterada de forma pseudo-aleatória.
Exemplo de três
consecutivos
saltos em
freqüência de
uma portadora
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802.11 – aplica-se para wireless LAN e provê velocidades de
transmissão de 1 ou 2Mbps na banda de 2,4GHz utilizando
Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) ou Direct
Sequence Spread Spectrum (DSSS).
Wireless – Padrões 802.11
•802.11: refere-se a uma família de especificações
desenvolvida pelo IEEE para wireless LAN. A especificação
802.11 determina a interface aérea de comunicação entre
uma estação base e um cliente wireless ou entre dois
clientes wireless. O IEEE aceitou a especificação em 1997 e
desde então foi desenvolvida uma família de protocolos:
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•802.11a – Trata-se de um extensão do 802.11 para LANs que
provê velocidades de até 54Mbps na banda de 5GHz. O padrão
802.11 utiliza a condificação Orthogonal Frequency Division
Multiplexing (OFDM) em vez de FHSS ou DSSS.
•802.11b – (também conhecido como 802.11 High Rate ou Wi-Fi) é
uma extensão do 802.11 para LANs com velocidades de 11Mbps
(e fallback para 5.5, 2 e 1Mbps) na banda de 2.4GHz. O padrão
802.11b utiliza somente DSSS. O padrão 802.11b foi ratificado em
1999 a partir do padrão original 802.11 e permitiu funcionalidades
comparável com redes Ethernet.
•802.11g – aplicado para redes LAN wireless com velocidades de
20Mbps na banda de 2.4GHz. Compatível com o padrão 802,11b
Wireless – Padrões 802.11
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Wireless – Padrões 802.11
•Um sistema 802.11 pode trabalhar em dois modos:
•No modo “infra-estrutura” (infrastructure) os equipamentos
wireless comunicam-se com uma LAN (física, ou, “wired”)
através de estações conhecidas como “access points” (também
chamados de “hotspot”). Cada Access Points e seus
equipamentos wireless são denominados de Basic Service Set
(BSS). Um Extended Service Set (ESS) é formado por dois ou
mais BSS na mesma sub-rede.
•No modo “ad hoc”, também conhecido como modo “peer-to-
peer”, os equipamentos wireless comunicam-se com outros
diretamente sem utilizarem um Access Point. Este sistema é
denominado de Independent BSS (IBSS).
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Wireless – Padrões 802.11
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Wireless – Padrões 802.11
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Wireless – Padrões 802.11
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http://www.turnpoint.net/wireless/cantennahowto.html
Wireless – Antena Wi-fi com Latinha: 
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Wireless – Bluetooth
•Bluetooth é um método de comunicação de dados que
utiliza enlaces de rádio de curta distância com o objetivo de
substituir cabos entre computadores e periféricos.
•O projeto Bluetooth iniciou-se com a Ericsson em 1994 e
hoje várias companhias participam do projeto que busca a
padronização da tecnologia Bluetooth.
•Nos EUA e na Europa a faixa de freqüência é de 2.400 to
2.483.5 MHz com 79 canais de 1-MHz. Na prática a faixa
utilizada fica entre 2.402 MHz a 2.480 MHz. No Japão a
faixa de freqüência está entre 2.472 e 2.497 MHz com 23
canais de 1-MHz.
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Wireless – Bluetooth
•Cada canal de dados salta aleatoriamente 1.600 vezes por 
segundo entre 79 (ou 23) canais de 
•Cada canal é dividido em time slots de 625 microsegundos.
•Quando um usuário utiliza equipamentos portáteis com 
Bluetooth, estabelece-se uma Personal Area Network (PAN), 
também denominada de piconet. Em uma piconet há mestres e 
até sete escravos. O mestre transmite nos time slots pares e os 
escravos nos time slots ímpares.
Jabra FreeSpeak 
BT250 Bluetooth 
headset 
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Wireless – Bluetooth
•O pacotes podem utilizar até 5 time slots consecutivos.
•Os dados de um pacote pode conter até 2.745 bits.
•Site oficial: www.bluetooth.com
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Rede Telefônica
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Rede Telefônica – Conceitos Básicos:
•A rede telefônica foi, depois do telégrafo, a segunda grande
revolução nas telecomunicações. Alexander Graham Bell
patenteou a invenção do telefone em 1876.
Telefone Telefone
Estação 
Inermediária
Estação Final
Estação 
Interurbana
Estação 
Interurbana
Estação Final
Loop Local
Tronco 
Interurbano
Tronco 
Interurbano
Loop Local
- Linhas/100 hab.
Estados Unidos 66,45
Europa 40,62
Brasil 21,78
Mundo 17,21
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•O par de fios que chega a casa do assinante transmite voz
analógica com banda limitada entre, aproximadamente,
4kHz.Alémdisso as linhas de transmissão sobre principalmente
com:
•Atenuação : que é a perda de energia à medida que o sinal
se propaga externamente.
•Distorção Causada pelo Retardo: causado pela diferença de
velocidade existente entre os diferentes coeficientes de
Fourier.
•Ruído: energia indesejada proveniente de outras fontes que
não sejam o transmissor.
Rede Telefônica – Conceitos Básicos:
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•A central local comuta diretamente assinantes a ela
interligados.
•Caso uma assinante chamado esteja em outra central ou
em outra cidade, o sistema telefônico possui procedimentos
de conexão que encaminha a ligação para o seu destino.
Rede Telefônica – Conceitos Básicos:
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Rede Telefônica – Modem:
•Para transmissão de dados, as linhas telefônicas exigem o uso
de moduladores-demoduladores, cuja principal função é converter
o sinal digital do computador para um sinal adequado para o meio
analógico.
•Devido a limitação de largura de banda da linha telefônica, a
ampliação das taxas de transmissão dos modens foi obtida
mediante:
•Aumento do número de bits/símbolo.
•Utilização de técnicas de compressão.
•Nos padrões o terminal ou computador é oficialmente chamado
de DTE (Data Terminal Equipment) e o modem é oficialmente
chamado de DCE (Data Circuit-Terminating Equipment).
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Rede Telefônica – Conceitos Básicos:
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Rede Telefônica – Conceitos Básicos:
•As figuras abaixo exemplificam algumas técnicas de
modulação Digital.
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Modem Externo Modem Interno
Rede Telefônica – Modem:
Rack de Modems
•Os modens podem ser:
• Externos.
•Integrados em placas conectadas ao barramento dos
computadores.
•Agrupados em prateleiras (racks)
•Integrados nas placas-mãe dos computadores (winmodens).
Neste caso parte do processamento do sinal é feito via
software.
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Rede Telefônica – Modem:
Padrões Existentes:
•CCITT/ITU: StandardsComite Consultatif International
Telegraphique et Telephoneique : Padrões V. encontrados 
na maioria dos modens.
•Bell Standards: Padrões originais especificados pela AT&T
•MNP Standards (Microcom Networking Protocol) Os 
padrões MNP perderam espaço para os padrões ITU.
•Data/Fax modem Standards: Group Classes
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Rede Telefônica – Modem:
CCITT/ITU Standards 
(Comite Consultatif International Telegraphique et Telephoneique / 
International Telecommunications Union)
Standard
baud 
(Hz)
Bits Per Second Comment
V.22 600 1,200
The same as the Bell 212A 
standard 
but different handshaking.
V.22bis 600 2,400 (bis stands for 'second')
V.32 2,400 4,800 / 9,600
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CCITT/ITU Standards 
V.32bis 2,400
V.32 + 7,200 / 
12,000, / 14,400
V32terbo 2,400 V.32bis + 19,000
These two 'proposed' standards 
contributed 
V.FC 3,429 V.32bis + 28,000
and were consolidated in the V34 
standard
V.34 3,429
V.32bis + 28,000 / 
33,600
Introduced in June94
V42 / MNP4 Error Correction standard
Includes the Microcom MNP4 
standard 
V.42bis Compression Standard
Rede Telefônica – Modem:
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CCITT/ITU Standards 
X2 (56K)
Pushed by 3Com/U.S. 
Robotics
These two 'proposed' standards 
contributed 
K56-Flex 
(56k)
Pushed by Rockwell (now 
conexant), Lucent 
and were consolidated in the V90 
standard
V90 V34 + 56,000 Introduced February ‘99
56k Asymmetric communication
Max upstream of 33.6k
Max downstream of 54k
Good connections only possible if 
within 3-1/2 miles of local 
exchange (NOT as the crow flies) 
Rede Telefônica – Modem:
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CCITT/ITU Standards 
V92 V34 + 56,000 Introduced January 2000
Faster Connection times
Increased Compression 
throughput
Mais Detalhes:
http://www.itu.int/publications/itut.html
http://www.v90.com
http://www.v92.com
Rede Telefônica – Modem:
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74
Bell Standards (pushed by AT&T)
Bell 
103
FSK (baud = bps)
Bell 
212A
600Baud / 1200bps (America only) 
Rede Telefônica – Modem:
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MNP (Microcom networking Protocol) Technology - NOT Speed
The MNP standards have lost favor to CCITT Standards. 
One of the reasons is that although MNP Class 1-> 4 are all in the public domain, 
Class 5-> 10 are all licensed to Microcom.
MNP 
Class 1
asynch’ half duplex 30% toll on modem throughput
MNP 
Class 2
asynch’ full duplex 16% toll on modem throughput
MNP 
Class 3
synch RS232 (So not start/stop bits) 25% trim on throughput
MNP 
Class 4
Adaptive packet assembly 20% trim on throughput
Rede Telefônica – Modem:
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MNP (Microcom networking Protocol) Technology - NOT Speed
MNP 
Class 5
Pure compression
Can double the transmission rate
Can half the transmission rate (files that are already compressed) 
MNP 
Class 6
Universal link negotiation - Starts slow and builds up
MNP 
Class 7
Different compression algorithm
MNP 
Class 9
acknowledgment is streamlined into next packet
MNP 
Class 10
Adjusts the packet size and speed per connection
Rede Telefônica – Modem:
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77
Data/Fax modem Standards
Group 1 6 minutes per page
Group 2 3 minutes per page
Group 3 
(1980)
Resolution: 200x200dpi
Class 1 (processing done by PC)
Class 2 (processing done by fax modem)
Group 4 
(1984)
Resolution: 400x400dpi
Rede Telefônica – Modem:
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•ADSL (asymmetrical digital subscriber line) é uma técnica
que permite a transmissão de dados em alta velocidade
através das linhas de convencionais de telefonia.
•A transmissão da informação é assimétrica, ou seja, a
capacidade de transmissão no sentido rede-assinante
(downstream) é maior que no sentido inverso (upstream).
Rede Telefônica – Modem:
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•Os sistemas ADSL podem operar em diversas taxas de
transmissão e a distância máxima do enlace determina a
capacidade máxima de transmissão possível.
•Em redes com boa qualidade a distância máxima de
atendimento é da ordem de 4,5 a 5Km para 2Mbps, de 2,5 a
3Km para 6Mbps e 5,5Km para 1,5Mbps.
•A figura abaixo faz um comparativo das bandas de transmissão
dos sistemas de telefonia, e ADSL.
Rede Telefônica – Modem ADSL:
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80
Fim