Etapas do Estudo de Redes de Computadores

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O Estudo da disciplina rede de computadores, foi neste trabalho dividido em 3 etapas, sendo estas:
Módulo básico
Módulo intermediário
Módulo Avançado
No módulo básico estuda-se os primórdios das redes, sua evolução, teorias básicas de teleprocessamento, meios, modos e formas de comunicação, bem como ligação entre computadores utilizando a comunicação serial, e a ligação serial estendida. Ao final deste módulo, deve ficar claro como se dá a comunicação entre dois dispositivos de rede, bem como conhecer os diversos modelos usados para que ocorram essas comunicações.
No Módulo intermediário, estaremos tratando dos diversos tipos de redes e as diferentes arquiteturas existentes, bem como descrevendo o modelo de referência OSI e a arquitetura de redes TCP/IP, sendo hoje muito utilizada devido aos avanços conseguidos pela Internet.
No Módulo avançado, trataremos de aspectos relacionados aos detalhes dos protocolos da arquitetura TCP/IP, a utilização da interface socket nas aplicações cliente/servidor, e as diversas aplicações que utilizam esta arquitetura, tais como os servidores de Web, Servidores de FTP entre outros.
Módulo básico:
Vamos primeiramente conhecer um pouco as principais evoluções tecnológicas dos últimos séculos e os marcos dos avanços na área das comunicações:
Marcos históricos
SEC XVIII - Revolução industrial 
O homem adquire o domínio dos sistemas mecânicos, modernizando substancialmente as formas de produção então existentes.
Em 1747 Watson identifica a transmissão da corrente elétrica através do fio.
Em 1786 Galvani Corrente contínua através de um condutor elétrico
Em 1795 Salvá transmite mensagens através de descarga de condensadores
No final do século, o telegrafo eletromagnético já dava sinais de existência.
 SEC XIX - Era das Maquinas à vapor
O homem agrega em seus instrumentos e inventos, o vapor, surgindo as grandes máquinas a vapor .
Em 1800 Volta construiu a bateria (pilha voltaica)
Em 1805 Salvá utilizando a pilha de Volta transmite sinais por 1 Km, usando eletrólise
Em 1809 Soemmering transmite sinais por 3 Km, usando eletrólise
Em 1820 Àmpere inova a telegrafia com a corrente elétrica sobre um magneto(magnetismo) 
Em 1838 Telegrafo eletromagnético de 1 linha de Samuel Morse, código Morse
Em 1870 Teletipo ou telex e o código Baudot
Em 1876 invenção do telefone por Alexander Graham Bell
Em 1887 Descoberta das ondas eletromagnéticas por Hertz
Em 1894 Marconi constrói o telegrafo sem fios utilizando o rádio para transmitir mensagens em código Morse usando as ondas eletromagnéticas (rádio), ainda não existia modulação
SEC XX - Era Informação/Comunicação
O homem leva a Telefonia / Radio / Televisão á alcance mundial e Lança satélites de comunicação 
1914 – O uso do radio amador é uma realidade e com espaço de freqüência reservada
1930 – Desenvolvimento do primeiro radar
1937 - Primeiro computador Digital Binário, Konrad Zuse's Z1
1940 - George Stibitz interliga 2computadores via telefone, gera idéias para o 1º Modem
1945 - O ENIAC torna-se operacional, inaugurando a primeira geração de computadores.
 painéis e (± 20.000) válvulas
1949 Computador EDSAC utiliza fita magnética
1950 Primeiro Modem digital
1960 - 1970 – Mainframes Centralizados: 1. Computador 2.CPDs;
Gdes.empresas, órgãos governamentais e universidades;
programas: perfurados (fortran e assembler);
1960 - sist.de teleprocessamento-terms.remotos
1960-Início das redes pelo departamento de Defesa dos Estados Unidos, ARPANET surgi o TCP/IP. Primeira utilização: Universidade da Califórnia
1962 O primeiro modem comerical com uma velocidade de 300 Baud
1963 Primeiro Mouse
1963– Surgimento código ASCII-1963
1964 Linguagem de programação Basic
1967– Surgimento código ASCII-1967
1969 Arpanet dá início à Internet
1971 Redes LAN sem fios (Wireless)
1972 - surgimento da aloha, precursora da ethernet (xerox) c/ velocidade de 3 Mbps: Primeiro Uso Comercial : Universidade do havaí.
 1974 Ethernet (xerox) 10 Mbps : Padrão ethernet xerox, permitem intercomunicação de computadores e impressoras
1980 Surgimento dos PCs , Redes de computadores & Sistemas Distribuídos
1980 - Padronização Grupo trab.IEEE 02/80 - IEEE802.3 - ethernet 
1985 - IEEE802.5 - Token Ring ( 4 - 16 Mbps): Tipo patenteado (IBM) para interligação de mainframes e Pcs, com conjunto de ferramentas paraajustar e monitorar redes
1994 .....Ethernet 100 Mbps
1994 - > 2005
 Revolução da Informação
Coleta / Processamento / Distribuição
Globalização
 IEEE802.3ae - Giga Ethernet 1 e 10 Gbps 
 IEEE802.11 - Rede sem fios (wireless) para LAN
 IEEE802.16 - Rede sem fios (wireless) para MAN
 IEEE802.20 - Rede sem fios (wireless) para MAN
A Comunicação
Após uma rápida passagem pelos marcos históricos relevantes nas evoluções tecnológicas, iremos ater-nos a comunicação. Então, definiremo-la como sendo o processo de troca de mensagens entre duas ou mais pessoas ou entre dois ou mais sistemas. Implica portanto na presença de um transmissor (originador) e outro receptor (destinatário), sendo que este processo desenvolve-se em um meio ou canal de comunicação, natural ou não, e ainda, estar baseado em um código (símbolos ou linguagem) comum aos envolvidos, portanto, a comunicação não é algo natural e sim cultural.
Agora vejamos o que ocorre com a comunicação normal entre duas pessoas:
As pessoas devem estar vivas e compartilharem o mesmo espaço, ou seja estarem ligadas de alguma forma.
Há a necessidade da existência de um canal de comunicação, neste caso o som propagando-se pelo ar, bem como uma das pessoas a transmitir sons através da fala (transmissor) e outra receber estes sons através da audição (receptor).
A mensagem formada através da seqüência de sons emitidos deve ser devidamente interpretada e reconhecida pelo receptor.
Transportando esses conceitos para um cenário de comunicação entre computadores, fazemos a 
 seguinte analogia:
 
Os computadores devem estar interligados entre si e prontos para se comunicar.
Deve existir um canal de comunicação entre os computadores
Os computadores devem usar a mesma linguagem de comunicação
Considerando que uma rede de computadores é o conjunto de computadores e demais dispositivos de rede, autônomos e interligados, ou seja, que podem trocar informações, bem como compartilhar recursos entre si, podemos dizer que:
Uma rede deve ser composta de dispositivos autônomos.
Estes dispositivos devem estar conectados entre si
Todos dispositivos de uma rede devem usar a mesma linguagem de comunicação, de modo que um entenda o outro.
Estendendo essas definições, denomina-se nós de rede, os computadores e dispositivos de rede conectados, denomina-se meio de rede a ligação onde dá-se a comunicação e denomina-se protocolo as regras e procedimentos comuns usados pelos nós para se comunicar (linguagem) através do meio de rede.
Neste momento já sabemos o que é comunicação entre computadores, vamos entender melhor as formas de comunicação existentes e os seus respectivos meios de transmissão, analisando a tabela abaixo.
	Formas de transmissão
	Meio de transmissão mais utilizado 
	 Detalhes
	Som
	Ar
	A informação se propaga através de ondas sonoras, geradas pela vibração do ar 
	Elétricas
	Fio e cabo de metal
	A informação é transmitida com a propagação do sinal elétrico
	Eletromagnéticas
	Ar ou éter
	Meio de propagação das ondas eletromagnéticas (RF, microondas, satélites...) 
	Luz
	Condutor Ótico
	Utiliza-se da variação de luz para transmitir informações
Vamos acompanhar a evolução da transmissão de informações usando o sinal elétrico, pois basta olharmos ao nosso redor e verificar que grande parte dos dispositivos que usamos para nos comunicar está ligado através defios e cabos metálicos.
 
Códigos Morse e Baudot
Um dos primeiros códigos utilizados para transmissão de informações codificadas utilizando o sinal elétrico é o código Morse. Usado no invento de Morse em 1838, (telégrafo constituído de um interruptor, um eletroímã e apenas um fio), tornou o envio da informação a distância muito difundido. O código usava ponto (curta ação sobre o eletroímã) para representar períodos curtos e traços representando períodos longos (ação mais longa sobre o eletroímã) além do espaço estar representado pela ausência momentânea de ação.
Abaixo detalhes de como funcionava o Código Morse.
	
A= ._
H= ....
O= _ _ _
V= ..._
3= ..._ _
0= _ _ _ _ _
	
B= _...
I = ..
P= ._ _ .
W= ._ _
4= ...._
. = ._._._
	
C= _._.
J= ._ _ _
Q= _ _ . _
X= _.._
5= ....._
,= _ _.._ _
	
D= _..
K= _._
R= ._.
Y= _._ _
6= _....
?= .._ _..
	
E= .
L= ._..
S= ...
Z= _ _..
7= _ _...
 
	
F= .._.
M= _ _
T= _
1= ._ _ _ _
8= _ _ _..
	
G= _ _.
N= _.
U= .._
2= .._ _ _
9= _ _ _ _ .
Para assimilarmos melhor o uso deste código, imaginemos que ao final de um longo fio ligássemos uma lâmpada e nesta extremidade um interruptor, e com base no código acima fosse preciso enviarmos uma mensagem bons estudos, então ocorreria as seguintes ações sobre o interruptor -... --- -. ... . ... - ..- -.. --- ... lembrando que o ponto corresponde a uma curta duração da lâmpada acesa, o traço a um tempo maior de estado lâmpada acesa e os espaços indicariam lâmpada apagada. Note que é um código que tanto pode ser usado em equipamentos de alcance visual como equipamentos distantes, dependendo do meio em que a comunicação se desenvolve.
O exemplo acima parece muito mais trivial que as agulhas magnéticas não é, porém a lâmpada elétrica só foi inventada em 1883, ou seja, meio século mais tarde. 
Como exercício, codifique em código Morse a frase feliz 2006. 
Pense em uma comunicação que você poderia implementar utilizando o código Morse? 	
Mas, apesar do grande avanço que a utilização do código Morse trouxe ao telégrafo, ainda era um processo totalmente dependente de operadores.
Em 1872 Baudot inventou o telégrafo multiplex, e o então código Baudot, que transmitia duas ou mais mensagens simultaneamente. Então qual a novidade substancial? ..O grande avanço estava em seu código que agora era constituído de conjunto fixo de posições para representar caracteres, ou seja, todos códigos tinha 5 posições, onde a presença de voltagem representava o ponto, ou seja o estado 1, e a ausência de voltagem representava o traço , ou seja o estado 0. 
Em 1901, baseado neste mesmo código foi criado o código de Murray, cujo teclado era bastante como de uma máquina de escrever e gerava o código binário automaticamente. Mais tarde para que as estações envolvidas pudessem entender automaticamente o caracter, foi acrescido ao código duas novas posições, um traço (estado 0) no início do caracter a ser transmitido e um ponto (estado 1) no final do caracter transmitido. Desta forma as máquinas poderiam através de fitas pré perfuradas transmitir mensagens sem a necessidade de operadores, como acontecia com o código Morse, e nascia a base da comunicação assíncrona.
Foi adotado em 1930 pelo CCITT (International Telegraph and Telephone Consultative Committee) com o nome de ITA#2 e foi usado até meados de 1950. Em 1963 este mesmo órgão padronizou o ASCII - American Standart Code for Information Interchange, é um código de 7 bits com 128 caracteres. Também 
Abaixo detalhes de como funcionava o Código Baudot utilizado nas máquinas telex.
	Código Baudot
	LETRAS
	NÃO-LETRAS
	Código á transmitir
	Hexa decimal
	Octal
	Decimal
	00011
	A
	-
	0000111
	03
	03
	03
	11001
	B
	?
	0110011
	19
	31
	25
	01110
	C
	:
	0011101
	0E
	16
	14
	01001
	D
	$ 
	0010011
	09
	11
	09
	00001
	E
	3
	0000011
	01
	01
	01
	01101
	F
	! 
	0011011
	OD
	15
	13
	11010
	G
	& 
	0110101
	1A
	32
	26
	10100
	H
	STOP 
	0101001
	14
	24
	20
	00110
	I
	8
	0001101
	06
	06
	06
	01011
	J
	' 
	0010111
	0B
	13
	11
	01111
	K
	(
	0011111
	0F
	17
	15
	10010
	L
	)
	0100101
	12
	22
	18
	11100
	M
	.
	0111001
	1C
	34
	28
	01100
	N
	,
	0011001
	0C
	14
	12
	11000
	O
	9
	0110001
	18
	30
	24
	10110
	P
	0
	0101101
	16
	26
	22
	10111
	Q
	1
	0101111
	17
	27
	23
	01010
	R
	4
	0010101
	0A
	12
	10
	00101
	S
	BELL
	0001011
	05
	05
	05
	10000
	T
	5
	0100001
	10
	20
	16
	00111
	U
	7
	0001111
	07
	07
	07
	11110
	V
	; 
	0111101
	1E
	36
	30
	10011
	W
	2
	0100111
	13
	23
	19
	11101
	X
	/
	0111011
	1D
	35
	29
	10101
	Y
	6
	0101011
	15
	25
	21
	10001
	Z
	" 
	0100011
	11
	21
	17
	00000
	n/a
	n/a 
	0000001
	00
	00
	00
	01000
	Retorno carro (CR)
	Retorno carro (CR)
	0010001
	08
	10
	08
	00010
	Inicio de linha(LF)
	Inicio de linha(LF)
	0000101
	02
	02
	02
	00100
	Espaço
	Espaço
	0001001
	04
	04
	04
	11111
	Vale-LETRAS
	Vale-LETRAS
	0111111
	1F
	37
	31
	11011
	Vale-NÃO-LETRAS
	Vale-NÃO-LETRAS
	0110111
	1B
	33
	27
Como podemos notar, apesar de podermos representar com um código binário de 5 posições, somente 32 diferentes posições ( 25 - dois elevado á Quinta potência), o código Baudot, usando o artifício tal qual a tecla “mudar para maiúscula” da máquina de datilografia, consegue representar 64 combinações usando código sem alterações. Também poderemos verificar mais tarde que o código Baudot foi o precursor de vários códigos usados na atualidade, bem como originou o modelo assíncrono de transmissão de dados, representados pelos seus bits de inicio e fim de caracter. 
Se precisarmos transmitir a mensagem bons estudos em código Baudot , teríamos a seguinte seqüência nos pulsos elétricos no telégrafo de Baudot :
11111 11001 11000 01100 00101 00100 00001 00101 10000 00111 01001 11000 00101
 
Note que o primeiro código transmitido foi o vale-LETRAS, pois assim todos os códigos transmitidos a seguir serão interpretados pela coluna LETRAS da tabela do código até que uma nova alteração vale-NÃO-LETRAS seja transmitido.
A mesma frase agora em código baudot de 7 posições, para maquinas automáticas (telex) ficaria:
0111111 0110011 0110001 0011001 0001011 0001001 0000011 0001011 0100001 0001111 0010011 0110001 0001011
Como exercício, codifique novamente a frase feliz 2006, em código Baudot e em código Baudot de 7 posições. 
Pudemos notar que a na tabela do código Baudot, acrescentamos as colunas octal, decimal e hexadecimal, além do binário, pois bem, vamos entender as vantagens da utilização de dessas bases numéricas, que muitas vezes usaremos durante o curso.
Bases numéricas
Primeiro, vamos fixar que em um sistema numérico qualquer, a base compreende o número de dígitos aceitos por aquela base, e a quantidade representada pelo dígito, está relacionada á posição que este ocupa dentro do número, sendo maior quanto mais á esquerda. Abaixo, algumas bases numéricas e suas particularidades:
	Base numérica
	Dígitos aceitos pela base
	Total de estados
	Quantidade representada = digito multiplicado pela base(posição-1) 
	Binária 
	0 , 1
	2
	 ....... 24 23 22 21 20
	Ternária
	0, 1 , 2
	3
	 ....... 34 33 32 31 30
	Octal
	0, 1 ,2 ,3,4,5,6,7
	8
	 ....... 84 83 82 81 80
	Decimal
	0,1,2,3,4,5,6,7,8, 9
	10
	 .......104 103 102 101 100
	Hexadecimal
	0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F
	16
	 .......164 163 162 161 160
 
Vamos, como no exemplo, pegar o número 101 e ver a quantidade que ele representa em cada base descrita acima:Número
	1
	0
	1
	Quantidades representadas por coluna
	Quantidade total
	Binária 
	22
	21
	20
	1x22 =4
	0x21=0
	1x20=1
	5
	Ternária
	32
	31
	30
	1x32=9
	0x31=0
	1x30=1
	10
	Octal
	82
	81
	80
	1x82=64
	0x81=0
	1x80=1
	65
	Decimal
	102
	101
	100
	1x102=100
	0x101=0
	1x100=1
	101
	Hexadecimal
	162
	161
	160
	1x162=256
	0x161=0
	1x160=1
	257
 
Como exercício, indique a quantidade que representa o numero 122 em cada base acima descrita se possível. 
Neste momento já deu para perceber que a importância do código baudot esta exatamente no número de estados que cada uma das 5 posições podiam assumir, ou seja 2 estados, o mesmo numero de estados utilizados pelos códigos que o sucederam e que constituíram a base usada pelos computadores (base binária).
Em 1901, baseado no código baudot foi criado o código de Murray, cujo teclado era bastante como de uma máquina de escrever e gerava o código binário automaticamente. Mais tarde para que as estações envolvidas pudessem entender automaticamente o caracter, foi acrescido ao código duas novas posições, um traço (estado 0) no início do caracter a ser transmitido e um ponto (estado 1) no final do caracter transmitido. Desta forma as máquinas poderiam através de fitas pré perfuradas transmitir mensagens sem a necessidade de operadores, como acontecia com o código Morse, e nascia a base da comunicação assíncrona.
Código ASCII e EBCDIC
Foi adotado em 1930 pelo CCITT (International Telegraph and Telephone Consultative Committee) com o nome de ITA#2 e foi usado até meados de 1950. Em 1963 este mesmo órgão padronizou o ASCII - American Standart Code for Information Interchange, é um código de 7 bits com 128 caracteres. Também surgiu nos computadores IBM o EBCDIC, um código de 8 bits com 256 caracteres, usados mais de 30 anos.
Abaixo reprodução dos códigos ASCII E EBCDIC.
	A representação de um caracter no código EBCDIC é análoga á vista no código ASCII.
Ondas eletromagnéticas
Em 1876, surge o telefone, aparelho que transforma sons em sinais elétricos e vice-versa, basicamente as variações da amplitude do sinal elétrico transmitido é proporcional a variação da amplitude dos sons emitidos e restabelecidos no receptor. Os sons passam a ser transmitidos á distância através dos fios. 
Na década seguinte, ano de 1887, é descoberta, por Hertz, as ondas eletromagnéticas, conhecidas como ondas de rádio, criando equipamento capaz de emitir e receber ondas eletromagnéticas. Em 1894 Marconi utilizou-as para transmitir mensagens em código Morse em seu telégrafo sem fio, baseados em ruídos mais curtos ou mais longos, originados em processo de ligar e desligar o aparelho emissor de ondas magnéticas, ainda não era possível o envio de sons , a fala, através das ondas eletromagnéticas.
Uma onda é uma perturbação que propaga-se em um meio. Podem ser unidimensionais, bidimensionais ou tridimensionais, na medida que se propagam em linha reta, como na corda (onda linear), em um plano, como uma pedra caindo na água (onda circular) ou quando se propagam em todas as direções, como a fala no ar (onda esféricas). Esta perturbação pode ser tanto só um pulso como um movimento contínuo, ou seja, um pulso atrás de outro, originando as ondas periódicas.
As ondas tem sua natureza mecânicas ou eletromagnéticas. As mecânicas necessitam deformar o meio para se propagarem, como a corda, as ondas da água, ou as ondas sonoras, portanto as ondas sonoras não se propagam no vácuo. As eletromagnéticas que são originadas pela variação de tensão elétrica, propagam-se em alguns meios materiais, assim como no vácuo.
Podemos ainda observar ainda na relação vibração-propagação as ondas longitudinais e as ondas transversais: 
	As ondas longitudinais, assim como as ondas que percebemos quando fazemos um movimento empurra - puxa em uma mola, produzem vibrações no mesmo sentido da propagação da onda. As ondas sonoras são longitudinais.
As ondas transversais, assim como as ondas que percebemos quando fazemos um movimento cima - baixo em uma das extremidades de uma corda, produzem vibrações no sentido perpendicular ao sentido da propagação da onda. As ondas eletromagnéticas são transversais. 
 
Através do uso das ondas eletromagnéticas, foi possível enviarmos dados analógicos e digitais á longas distancias. Vamos entender o conceito de uma medida analógica e uma medida digital. 
Medida analógica
Já a medida analógica varia de forma contínua, assim como a aceleração do motor do carro. Não conseguimos facilmente representar o quanto o veículo está acelerado em dado instante, pois trata-se de uma quantidade que esta sempre variando e pode assumir qualquer valor entre o máximo e o mínimo.
Medida digital
Para isso vamos pensar em um carro. Se observarmos o farol deste carro podemos identificar quatro situações: apagado, lanterna, baixo e alto e podemos expressá-lo baseado em métodos digitais, representando-os respectivamente como 0, 1 ,2 e 3, se considerarmos apenas as situações acesso e apagado, teríamos apenas dois estados e portanto o sistema digital binário seria suficiente para indicar apagado como 0 e aceso como 1. 
O sinal elétrico digital
Conforme pode ser visto nos gráficos, independente do tempo escolhido para se obter a amostra, seu valor sempre será um digito, seja ele binário, ternário ou quaternário. NOTA: 	Quando nos referimos a Bit, trata-se de um sinal digital binário, pois trata-se de uma forma reduzida de Binary digital.
 
O sinal elétrico analógico
Uma onda gerada pela variação de tensão elétrica que se propaga por um meio de transmissão, seja um fio condutor ou o espaço quando irradiado (ondas eletromagnéticas). Praticamente são os mesmos movimentos descritos por uma corda, ao ser chacoalhada em uma de suas pontas. Devido a forma de suas oscilações são denominadas ondas senoidais. Veja as características e analise a figura mostrada baixo.
As principais características de uma onda senoidal são: Amplitude, Freqüência e Fase.
Amplitude : Altura medida em Volts
Freqüência : Número de vezes que o ciclo se repete em um intervalo de tempo.
Fase : Ponto de alcance da onda dentro do ciclo, exempo ¼ = 90º. 
Ciclo : Padrão de onda completo (que se repete)
Período : Tempo de duração de cada ciclo.
A freqüência de 1 ciclo em um intervalo de 1 segundo corresponde a 1 Hertz. (1 Hz = 1 ciclo/s), e portanto 1.000 Hz = 1 KHz, 1.000.000 Hz = 1 MHz e 1.000.000.000 Hz = 1 GHz. A tabela abaixo mostra os múltiplos e sub-múltiplos da potência de base 10. 
		
	Múltiplo
	prefixo
	Símbolo
	Sub-múltiplo
	Prefixo
	Símbolo
	10 18
	Exa
	E
	10 -18
	Atto
	a
	10 15
	Peta
	P
	10 –15
	Femto
	f
	10 12
	Tera
	T
	10 -12
	Pico
	p
	10 9
	Giga
	G
	10 -9
	Nano
	n
	10 6
	Mega
	M
	10 -6
	Micro
	(
	10 3
	Quilo
	k
	10 -3
	Mili
	m
Outras referências importantes que devemos saber neste momento são:
Ondas magnéticas propagam-se á velocidade da luz.
Conhecendo a freqüência determinarmos o comprimento de uma onda, e vice versa.
Velocidade da Luz: 300.000 Km/s ou 3x108 m/s (299.792.458 m/s) ano/luz 9,45x1015 m
Velocidade do som: 341 m/s no ar , 1500m/s na água e 5000 m/s no aço.
Distância aproximada Terra-Lua: 384.000 km, perímetro: 40.075 km.
Diâmetros aproximados: Sol: 1.392.000 km, Terra: 12.756 km, Lua: 3.470 km.
Freqüências audíveis (audiofreqüências) : entre 16 á 20.000 Hz - captadas pelo ser humano.
Freqüências voz: entre 96 (+grave) á 1.152 Hz (+ aguda) – emitidas pelo ser humano.
A luz do Sol demora 8 minutos e 18 segundos, aproximadamente, para chegar à Terra.
Satélite geossíncrono: sua órbita é, aproximadamente, 35.800 km de distância da Terra (aproximadamente 1/10 da distância da Lua à Terra). Nessas condições, ele se apresenta como estacionário em relação à Terra. Usados paracomunicação, televisão e serviços meteorológicos.
Satélite baixa altitude: orbitam em média 644 km de distância da Terra (Landsat), podendo chegar até a 19.000 km (GPS NAVSTAR). Existem, atualmente, 27 satélites GPS em órbita, e o sistema de posicionamento global necessita da leitura de, no mínimo, três destes para uma perfeita localização. Os 66 satélites Iridium da Motorola orbitam em 800 km.
Como exemplo, dada uma freqüência de onda magnética de 20MHz , o comprimento dessa onda é igual á 300.000.000 m/s (velocidade da luz), dividida por 20.000.000 ciclos/s (freqüência da onda) resultando em 15 m/ciclo (15 metros para descrever um ciclo), sendo seu comprimento 15 metros.
Neste momento temos as informações necessárias para responder o exercício abaixo:
O que aconteceria se as freqüências audíveis estivessem entre 1200 a 21.000 Hz
Quanto escutamos que uma determinada rádio transmite ondas de 40 metros, qual a freqüência que está sendo utilizada.
Se uma onda sonora esta sendo propagada á 10.000 Hz , qual é o comprimento da onda.
Se está ocorrendo uma transmissão via satélite a 20.000 Hz, através de um satélite geo-estacionário, qual o tempo que demora uma onda irradiada para chegar novamente a terra e qual o seu comprimento.
 Sabendo que a luz do sol demora aproximadamente 8 minutos para atingir a terra. Qual a distância aproximada do sol em relação a terra. 
Classificação das ondas eletromagnéticas
As ondas magnéticas de uma forma geral podem ser classificadas quanto á freqüência em: Baixa, média e alta e quanto ao comprimento em: curtas, médias e longas . Note que quanto mais alta a freqüência menor será o comprimento dessa onda, portanto são inversamente proporcionais. Melhor classificação para as freqüências utilizadas em comunicação é mostrada na tabela abaixo:
	DISCRIMINAÇÃO DA FREQÜÊNCIA
	ESCALA DA
FREQÜÊNCIA
	CLASSE DE ONDAS E USO
	COMPRIMENTO
DAS ONDAS
	
ELF-Extremely Low Frequency (freqüência extremeamente baixa)
	10 Hz
á
 10.000 Hz
	
Ondas longas, 
Uso: sonares
	
 Ondas em km
 (quilometro)
	
VLF-Very Low Frequency
(freqüência muito baixa)
	10.000 Hz
á
30.000 Hz
	
	
	
LF - Low Frequency
(freqüência baixa)
	30.000 Hz
á
300.000 Hz
	Ondas longas.
Uso: rádio difusão
Comunicação aérea 
	
	
MF - Medium Frequency
(freqüência média)
	300 KHz
á
3000 KHz
	Ondas médias. 
Uso: rádio difusão
Comunicação aérea
	
Ondas em hm
 Hectômetro
	
HF - High Frequency
(freqüência alta)
	3 MHz
á
30 MHz
	Ondas curtas
Uso: rádio difusão
Comunicação aérea
	
Ondas em dam
 Decâmetro
	
VHF-Very High Frequency
(freqüência muito alta)
	30 MHz
á
300 MHz
	Ondas curtíssima.
Uso: radio-difusão em FM, TV
	
Ondas em m
 Metros
	
UHF-Ultra High Frequency
(freqüência ultra alta)
	300 MHz
á
3000 MHz
	Microondas.
Uso:TV(UHF), radar, comunicações avançadas 
	
Ondas em dm
 Decímetro
	
SHF- Super High Frequency
(freqüência super alta)
	3 GHz
á
30 GHz
	Microondas.
Uso: comunicações avançadas
	
Ondas em cm
 Centímetro
	
EHF-Extremely High Frequency
(freqüência extremamente alta)
	30 GHz
á
300 GHz
	Microondas.
Uso: comunicações avançadas 
	
Ondas em mm
 Milímetros
Além da faixa utilizada para as comunicações em geral, temos a faixa de luz visível que são as cores perceptíveis ao olho humano. Algumas cores são mostradas abaixo.
	Cor
	Ondas de:
	Freqüência: 
	Cor
	Ondas de:
	Freqüência:
	Vermelho
	A
	780 á 622 nm
	384 á 482 THz
	Verde
	A
	577 á 492 nm
	520 á 610 THz
	Laranja
	A
	622 á 597 nm 
	482 á 503 THz
	Azul
	A
	492 á 455 nm
	610 á 659 THz
	Amarelo
	A
	622 á 597 nm 
	482 á 503 THz
	Violeta
	A
	455 á 390 nm
	659 á 770 THz
Entretanto o escopo das freqüências é ainda maior. E uma representação do espectro das radiações eletromagnéticas é dada abaixo, seguida de seus respectivos detalhes:
	Ondas de Rádio em Uso 
	10 Hz á 300 GHz
(101 á 3x1011 Hz)
	Detalhadas na tabela anterior
Ondas de Km a 1 mm
	
Ondas de Km a 1 mm
	Ondas Caloríficas ou
Infravermelhas
	
300 GHz á 384 THz
(3x1011 á 384x1012 Hz)
	Região infravermelha, encon- tram-se nas ondas Irradiadas pelo sol e corpos aquecidos
	
Ondas de 1mm a 780 nm
	
Luz visível
	
384 THz á 770 THz
(384x1012 á 770x1012 Hz)
	Espectro perceptível ao olho humano. 384Hz (vermelho) -770Hz (violeta).
	Ondas de 780 á 390 nm - 7800 Aº á 3900 Aº.
1 Angströn(A°) = 10-10 m
	
Raios Ultravioletas
	
770 THz á 34 PHz
(770x1012 á 34x1015 Hz)
	
Aplicações médicas, eletrônicas. 
	
Ondas de 390 á 9 nm - 3900 A° á 88 A°. 
	
Raios X
	
34 PHz á 50 EHz
 (34x1015 á 50x1018 Hz)
	Ondas muito pequenas á ponto de atravessar corpos sólidos. Aplicacões médicas. 
	
Ondas de 9 nm á 6 pm - 88 A° á 0,06 A°
	
Raios Gama
	
50 EHz á 10000 EHz
 (50x1018 á 1x1022 Hz)
	Geradas por elementos radioativos como césio, urânio (aplicações médicas) 
	
Ondas de 6 pm á 30 fm . 0,06 A° á 0,0003 A°
	
Raios Cósmicos
	
Acima de 10.000 EHz
(acima de 1x1022 Hz )
	
Freqüência muito alta, ainda em estudo 
	Ondas menores que
 30 fm ou 0,00003 A°
Melhor visualização é conseguida com a representação do espectro na figura abaixo.
Modulação
Neste momento, já sabemos um pouco mais sobre as ondas eletromagméticas, vamos entender outro conceito importante, que possibilitou que as ondas de rádio, além de transmitir sinais, pudessem ser controladas a ponto de transmitir as variações de uma fala. Isso foi conseguido com o surgimento de emissores capaz de produzir onda regular e contínua e o uso de válvulas, hoje pequenos transistores, que modificava a amplitude da onda de rádio proporcionalmente á intensidade do som a ser transmitido, e a este processo denominou-se modulação.
 
Modulação então é o processo de modificação da onda eletromagnética (portadora), de forma controlada, antes de sua irradiação, com o objetivo do sinal original, alcançar maiores distâncias. A seguir conheceremos alguns termos muito usados quando falamos em modulação.
 
Onda Portadora : É uma onda regular e contínua que é propagada para adequar-se melhor ao meio de transmissão e possibilitar a ocupação de uma determinada faixa de freqüência, não interferindo em outras ondas portadoras presentes no meio. Sendo uma onda onda senoidal, como vimos anteriormente, estão presentes as três características: Amplitude, freqüência e fase. 
Sinal á modular : É o sinal que queremos transmitir que será carregado pela onda portadora, note que este sinal pode ser tanto analógico como digital. 
Ruído : Produzidos naturalmente por fontes de ondas eletromagnéticas, alheias ou não ao sistema, causando rápidas alterações, basicamente em amplitude. 
	Nota: quando falamos mais alto estamos alterando a amplitude da onda, quando falamos mais agudo estamos alterando a freqüência da onda.
Sinal codificado: É uma forma de sinal previamente conhecida. Como vimos anteriormente, o código baudot representava os caracteres com um conjunto de 5 bits, desta forma conhecemos o sinal a ser transmitido ou é 0 ou é 1.
 
Tipos de modulação
Podemos Ter 2 tipos de modulação: Modulação analógica e Modulação digital. E, praticamente está ligado ao tipo de sinal á modular. 
Na modulação analógica, o sinal á modular é analógico e portando assume infinitos valores, consequentemente infinitas formas de ondas, que são superpostas em nossa onda portadora. Na modulação analógica, o sinal á modular, a portadora e o sinal modulado são analógicos. As principais técnicas de modulação analógica são: 
Modulação em amplitude (AM) 
Modulação em freqüência (FM). 
Modulação em fase (PM).
Na Figura abaixo percebe-se a onda portadorapura (caso A) , a modulação AM (caso B) , a modulação FM (caso C) e a modulação em PM (caso D). 
Na modulação em amplitude (AM), mais antiga técnica de modulação, nota-se que a freqüência da onda portadora permanece inalterada, sendo modificada sua amplitude. Como o sinal á modular é analógico, podemos verificar infinitos valores de amplitude na portadora modulada, carregando o sinal original .
Na modulação em freqüência (FM), nota-se que a amplitude da onda portadora permanece inalterada, sendo modificada sua freqüência. Como o sinal á modular é analógico, podemos verificar infinitos valores de freqüência na portadora modulada, carregando o sinal original.
 
Na modulação em fase (PM), nota-se que a característica fase da onda e que esta sendo modificada, quebrando o ciclo da onda em ¼, ¾ , dentre outros. Esta técnica é bastante empregada quando os dados a modular são digitais como veremos mais adiante.
 O receptor por sua vez, conhecendo o valor da onda portadora, tanto na amplitude como na freqüência, pode reconstituir o sinal original, fazendo o processo inverso. Como o ruído varia a amplitude da onda, a técnica de modulação em FM é de melhor qualidade. Ao processo de reconstituir o sinal original , a partir da onda portadora modulada, dá-se o nome de demodulação.
Podemos ainda transmitir o sinal analógico sem o uso de uma portadora, técnica conhecida como transmissão em banda base, pois o sinal que será transmitido é o mesmo sinal original.
Na modulação digital o sinal á modular é codificado, portanto assume uma faixa de valores previamente conhecidos, consequentemente as formas de variação da onda portadora também serão previamente conhecidas. Imaginemos um sinal digital binário (Bit) á modular, só serão possíveis os valores 0 e 1, assim poderemos variar a onda portadora também de duas formas. O sinal á modular é digital, a portadora é analógica e o sinal modulado é analógico. 
As principais técnicas de modulação digital, abaixo, são as mesmas vistas anteriormente, porém mais simples, pois o sinal a modular são valores conhecidos: 
Modulação em amplitude por chaveamento (ASK -Amplitude Shift-Keying), 
Modulação em freqüência por chaveamento (FSK -Frequency Shift-Keying)
Modulação em fase por chaveamento (PSK -Phase Shift-Keying). 
Na Figura abaixo percebe-se a onda portadora pura (caso A) , a modulação ASK (caso B), a modulação FSK (caso C) e a modulação PSK (caso D). Onde, 
Na Modulação em amplitude por chaveamento (ASK -Amplitude Shift-Keying), nota-se a amplitude sendo alterada enquanto as outras características da onda permanece constante. Como o sinal á modular é digital binário, observa-se só 2 formas de onda diferentes em amplitude, uma representando o bit 1 e outra o bit 0. Neste tipo de transmissão, como a diferença da altura de uma onda para a outra é grande, dependendo do tamanho do ruído, ou da atenuação do sinal, ainda conseguimos diferenciar uma da outra.
Na modulação em freqüência por chaveamento (FSK -Frequency Shift-Keying), nota-se que a amplitude da onda portadora permanece inalterada, sendo modificada sua freqüência. Como o sinal á modular é á modular é digital binário, observa-se só 2 formas de onda diferentes em freqüência, uma representando o bit 1 e outra o bit 0. 
 
Na Modulação em fase por chaveamento (PSK -Phase Shift-Keying), podemos observar que o que esta variando é exatamente a parte do ciclo que esta sendo percorrida antes de sua quebra. Portanto esta é uma técnica muito usada pois conseguimos codificar mais que um bit em cada ciclo, pois se usarmos as quebras em 0°, 90°, 180° e 270°, podemos representar as seqüências de bits 00, 01, 10 e 11 respectivamente e colocando 2 bits por ciclo de onda. Atualmente os hardwares conseguem quebrar a onda em 0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270° e 315° facilmente e assim conseguem passar 3 bits por ciclo. 
Existem técnicas de modulação avançada que combinam técnicas de desvio de fase com a técnica em amplitude chamada Modulação de amplitude de quadratura (QAM-quadrature amplitude modulation) e são capazes de transmitir 4 a 7 bits por baud. Nesta técnica por exemplo 8 posições previstas na PSK combinadas com 2 formas de amplitude ASK consegue 16 posições e podem passar 4 bits por baud.
 O processo de demodulação nas técnicas que trabalha com sinal á modular digital é bem mais simples, pois conhecendo o valor da onda portadora, tanto na amplitude como na freqüência, e as formas préviamente conhecidas do sinal á modular, a reconstituição do sinal original torna-se bem menos complicadas, pois mesmo que sofra interferências, a forma recebida pode ser muitas vezes identificadas.
Neste momento vamos diferenciar dois termos que costumam ser confundidos e que medem velocidade de transmissão: baud por segundo e bits por segundo. O hardware usado para transmitir um sinal é limitado e tem uma capacidade finita no numero de vezes que consegue variar o sinal e e modificar a forma da portadora e a essa quantidade de variações que determina a velocidade em baud por segundo de um transmissor. Mas como vimos na modulação PSK, podemos codificar 2 ou mais bits em cada variação de sinal e desta forma nossa velocidade em bits é de 2 ou 3 vezes maior que a velocidade em baud. Só quando passamos 1 bit em cada variação é que as duas possuem o mesmo valor. 
 Já que falamos em hardware usado em transmissão de dados é oportuno dizermos que um dos dispositivos mais utilizado para modular e demodular um sinal digital chama-se Modem. O primeiro Modem digital é de 1950. 
Então o Modem executa duas funções básicas : A modulação que converte o sinal digital de entrada em analógico, para ser transmitindo através do meio e a demodulação que converte o sinal analógico recebido do meio em digital para ser empregue ao destino. 
Digitalização
Neste ponto podemos entender mais um conceito que está ligado a nossa velocidade de transmissão e 2 teoremas importantes.
O primeiro conceito trata-se da conversão de um sinal analógico para digital chamada digitalização. Como vimos anteriormente o processo de demodulação também pode converter um sinal analógico para digital então devemos saber diferenciar demodulação de digitalização. 
No processo de conversão de um sinal analógico para digital usando a demodulação estamos reconstituindo um sinal original que era digital então temos sinal digital -> modulação -> sinal analógico -> transmissão -> recepção -> demodulação -> sinal digital. 
No processo de conversão de um sinal analógico para digital usando a digitalização estamos digitalizando amostras de um sinal analógico para podermos transmiti-lo por um meio digital então temos um sinal analógico -> digitalização -> sinal digital -> transmissão -> recepção -> reconstituição do sinal analógico. 
	
	Um desses processos de digitalização do sinal analógico bem conhecido é o PCM (Pulse Code Modulation) largamente usado por concessionárias telefônicas. Vamos entender como é feito este processo: Vamos tomar uma situação onde estão ocorrendo varias conversas por telefone, a freqüência usada para transportar a voz varia entre 300 Hz e a 3300 Hz (original + portadora) portanto temos uma largura de banda de 3000 Hz. As concessionárias devem alocar então um canal de no mínimo 3000 Hz para passar todo o sinal da voz. Se temos que enviar estas conversas mesmo locais para outra central da concessionária, temos que usar os canais digitais de alta velocidade que as interligam então o que fazer ?. Temos então que digitalizá-las antes de colocá-las no canal digital, e como fazer esta digitalização leva-nos ao teorema de Nyquist, que por volta de 1920 disse: “ Um sinal analógico sem ruídos para ser digitalizado de forma que possa ser reconstituído, faz-se necessário colhermos amostras discretas de sua amplitude, em intervalos regulares, de no mínimo 2 vezes sua maior freqüência.
	
Dessa forma como para nossasconversas telefônicas a maior freqüência prevista é 3300 Hz, devemos então colhermos no mínimo 6600 medidas do valor da amplitude do sinal por segundo. O processo de digitalização PCM prevê uma banda de 4000 Hz por canal, sendo assim colhe 8000 amostras digitais por segundo. Para traduzir o ponto da altura da onda em cada instante, o PCM atribui 256 níveis diferente de amplitude e assim precisamos de 8 bits para poder representa-los (256 = 28). Fazendo as contas 8000 amostras de 8 bits = 64.000 bits, que são as famosas linhas digitais de 64 Kbps da telefonia digital. Como o PCM tem vários canais de 4000 Hz temos múltiplos de 64Kbps multiplexados em canais bem mais rápidos denominamos E1 ou T1, dependendo se o sistema é Europeu ou Americano, que são trabalhados com protocolos bem rápidos como o ATM que será visto mais tarde.
	
Outra definição de Nyquist quanto a Taxa máxima de dados em um canal sem ruído diz que esta é igual á TMD = 2 H log 2 X bps, onde H é a freqüência máxima do canal e X é o número de estados em uso.
 Nota: log 2 X lê-se logaritmo de X na base 2, ou seja qual numero que deve ser expoente de 2 que seja igual a X então log 2 X = Y, se 2 y = X.
 Como exemplo, vamos pegar um canal modulado em PSK com fases 0°, 90°, 180° e 270°, seqüências de bits 00, 01, 10 e 11 respectivamente, representando 4 possíveis estados em cada mudança de fase, ou seja, portanto X=4. Levando em consideração que estamos em um canal analógico de voz H = 4000 Hz e portanto nossa Taxa máxima de dados é dada por:
TDM = 2 x (4000) x log 2 4 bps, como log de 4 na base 2 é igual a 2, temos :
 
TDM = 8000x2 bps que nos leva a uma TDM de 16.000 bps ou 16 Kbps. 
	O outro teorema importante é o teorema de Shannon que estende o teorema de Nyquist em um canal com ruídos. Neste teorema é considerada a relação sinal/ruído e a TMD fica:
TMD = H log 2 (1+S/N) bps onde S/N é medido em Decibéis (decima parte de 1 bel) 
A maneira de medirmos a relação sinal/ruído também é expressa em logaritmo cujo valor é Db = 10 [ log 10 (S/N) ], 
Portanto quando falamos de um ruído de 30 dB, a relação sinal/ruído é igual a 1000, pois log de 1000 na base 10 é 3. Da mesma forma quando o ruído é mínimo ou não existe, a expressão tende a resultar no teorema de Nyquist.
Multiplexação
Como vimos no PCM, para transmitir os sinais de todos os canais em um canal mais rápido estes eram multiplexados, então o que vem a ser essa tal de multiplexação: Imaginemos 4 canais de voz chegando á um ponto A e este por sua vez está ligado á um ponto B distante, através de um canal 16.000 Hz. Se nada fizermos só um dos 4 canais de voz poderia operar com ponto B, pois todos canais estão na mesma freqüência. 
Um multiplexador serve exatamente para que vários canais menores possam compartilhar o uso de um canal de maior velocidade. Apesar de haver muitas técnicas de multiplexação, vamos falar de 2 técnicas bem conhecidas que são :
Multiplexação por divisão de tempo -TDM (Time Division Multiplexing) 
Multiplexação por divisão de freqüencias - FDM (Frequency Division Multiplexing). 
Agora vamos ver como se compartiam os nossos 4 canais a serem multiplexados em cada técnica. 
	Primeiro vamos ver a FDM e nesta técnica o canal de saída é subdividido em faixas de freqüências menores em numero igual ao numero de canais de entrada. No nosso exemplo como temos 1 canal de saída 16.000 Hz de freqüência, e 4 canais de entrada, um multiplexador FDM aloca ¼ da largura de banda de saída para cada canal, conforme figura abaixo:
Nesta técnica o multiplexador adequa a freqüência do sinal de entrada de cada usuário á faixa de freqüência designada ao seu canal antes de transmiti-lo, a transmissão de cada canal ocorre em paralelo aos demais canais, o demultiplexador se incumbe de adequar novamente o canal ao seu de saída. (usuário correspondente). 
A Segunda técnica de multiplexação a ser apresentada é a TDM, que atribui um intervalo de tempo para enviar o sinal de entrada de cada usuário. Neste caso os sinais de entrada são identificados e o multiplexador utiliza toda a largura de banda disponível no canal de saída para a transmissão. Este tipo de transmissão um dado após o outro pelo mesmo canal de saída é uma transmissão em série. A figura abaixo ilustra esta técnica: 
Modos de transmissão de dados
Antes de transportarmos estes conhecimentos de transmissão serial e paralela para o computador, convém sabermos o que são modos de transmissão de dados. Podemos diferenciar 3 modos de transmissão de dados, que leva em consideração o sentido do fluxo de dados que ocorre em uma transmissão. São eles: Simplex, Half-duplex e Full-duplex.
No modo de transmissão simplex, o sentido do fluxo de dados é único, isto é, o dispositivo A será sempre o transmissor e o dispositivo B será sempre o receptor. Este modo de transmissão de dados é usado em transmissão de TV, em transmissão de programas de rádio ou mesmo quando falamos através de um microfone.
No modo de transmissão half-duplex, o sentido do fluxo de dados é bi-direcional, porém não simultâneo, isto é, ora o dispositivo A atua como transmissor é o dispositivo B como receptor, ora o dispositivo B atua como transmissor é o dispositivo A como receptor. Este modo de transmissão de dados é usado em comunicadores do tipo Walkie-talkie, em muitos Modem de comunicação e em algumas redes de computadores. 
No modo de transmissão full-duplex, o sentido do fluxo de dados é bi-direcional completamente e, isto é, o dispositivo A atua como transmissor e receptor e o dispositivo B atua como transmissor e receptor simultâneamente. Este modo de transmissão de dados pode ser observado nos aparelhos telefônicos, em diversos Modem de comunicação e em muitas redes de computadores. 
	A figura a seguir ilustra os 3 modos de transmissão de dados:
Comunicação serial e paralela
A própria arquitetura e organização dos computadores é feita de modo que são necessárias transmissões de dados entre os diversos componentes. Quando utilizamos o teclado de um computador e acionarmos uma tecla, uma seqüência de bits que codifica aquele caracter é transmitida ao computador serialmente, ou seja 1 bit após o outro caracterizando uma comunicação serial. Já os componentes ligado diretamente ao barramento do computador podem transmitir tantos bits quanto forem o numero de suas linhas de dados e assim transmitir muitos bits de uma só vez, caracterizando a comunicação paralela. A figura abaixo ilustra as linhas de dados de componentes seriais e paralelos.
 
Na figura a seguir podemos observar em detalhes um tipo de controlador para portas paralelas Intel 8255, usado para interligar dispositivos de entrada e saída com transmissão em paralelo e outro tipo de controlador para portas seriais Intel 8251, usado para interligar dispositivos de entrada e saída com transmissão em série, amplamente utilizado nas ligações RS-232-C.
	Nota-se no dispositivo controlador 8251-A que sua denominação é Transmissor e receptor síncrono e assíncrono universal (USART), mas então qual a diferença em ser síncrono ou assíncrono, quais as vantagens e desvantagens?
Comunicação síncrona e assíncrona
	Primeiro vamos nos concentrarmos na diferença entre uma comunicação síncrona e uma com conexão assíncrona. O sincronismo neste caso associado ao tráfego dos caracteres que estão sendo transmitidos. Transpondo para um exemplo prático, imaginemos alguém utilizando o teclado de um computador, o intervalo de tempo que ele leva para acionar cada tecla com certeza não é o mesmo e ainda, muitas vezes ele não está digitando nada então imagine se o controlador de teclado tivesse que ficar verificando a todo momento se ele digitou ou não uma tecla, seria um tanto absurdo não é mesmo, então nestes casos, é apropriada uma transmissão assíncrona, onde o controlador só vai entrar em ação se algo mudar em relaçãoao estado da comunicação, e uma vez alterado este saberá que deverá vir um caracter. Lembram-se de como foi a evolução do telegrafo; foi adotado um sinal para o começo do caracter (bit 0) e um sinal para o fim do caracter (bit 1), não é, pois bem esta é praticamente a base da comunicação assíncrona que perdura até hoje. O receptor ao perceber a alteração de estado na linha (bit 0), inicia um temporizador (tempo para cada bit), e começa a receber os bits do caracter, de comprimento também definido previamente, em seguida, com o bit de fim de caracter (bit 1), a linha volta a seu estado de costume e o receptor fica novamente aguardando nova alteração de seu estado. Note que a linha fica sempre em estado ligado, isto é necessário para os lados envolvidos na comunicação saibam que estão interligados e garante também que um ruído não vai provocar uma tentativa de recepção indevida. O protocolo como visto é bem simples e prático, mas o preço desta simplicidade esta na perda da largura de banda, pois se considerarmos um caracter de um código de 8 bits, como é o ASCII-estendido ou o EBCDIC, estaríamos perdendo 20% de nossa taxa de transmissão útil , em bits de controle, também denominados bits de sincronismo de caracter.
 
 Na comunicação síncrona, a ausência de troca de sinais entre o transmissor e o receptor não existe. Os bits de Start e de Stop não são mais utilizados e a linha nunca fica em estado aguardando. O espaço de tempo entre 2 caracteres em uma comunicação síncrona é sempre igual e isso é conseguido adicionando-se caracteres de controle entre blocos de caracter, ou quando não há caracteres a ser transferido. Entre estes caracteres de controle, um chamado caracter de sincronismo permite que o transmissor e o receptor mantenham-se sempre sincronizados, apesar de para isso necessitar de um sinal a mais chamado CLOCK. Note que apesar do caracter de sincronismo ser escrito SYN ele não é a seqüência dos caracteres S, Y e N e sim um caracter como outro qualquer no código ASCII (0010110) ou no ECDIC (00110010) empregados nos protocolos síncronos. Percebemos que neste caso o número de transmissão útil aumenta e em conseqüência disso a comunicação é mais rápida, porém o custo deste aumento de velocidade são : Protocolos mais robustos, dispositivos com mais recursos e mais memória .
A figura abaixo ilustra estes 2 tipos de comunicação:
Como ficou claro que, na comunicação assíncrona, o controle esta junto de cada caracter, sendo estes transmitidos um a um, em diferentes intervalos de tempo. Então, deve haver uma forma de verificarmos se o caracter enviado é o mesmo que o caracter recebido, pois quando transmitimos dados de um ponto á outro, pode ocorrer que estes sofram interferências externas, modificando seus valores e ocasionando erros. Para garantir essa integridade dos dados alguns controles de erros são normalmente utilizados e neste caso podemos usar um chamado BCC(Block Check Caracter). O BCC, quando utilizado, acrescenta um bit adicional chamado de bit de paridade que leva em consideração, o numero de bits de valor 1 presentes no caracter. Existem 2 tipos de paridade: Impar e Par e geralmente podemos escolher uma delas. Funciona da seguinte maneira: 
Usando a paridade Par e tendo o caracter à transmitir número par de bits de valor 1, o bit de paridade será 1 (confirma a paridade) caso contrário 0 (nega a paridade). 
Usando a paridade Impar e tendo o caracter à transmitir número impar de bits de valor 1, o bit de paridade será 1 (confirma a paridade) caso contrário 0 (nega a paridade). 
Exemplo usando a paridade Par para transmitir o caracter A , em ASCII:
 Representação binária do caracter 1000001.
 Número de bits de valor 1 = 2 , portanto Par.
 bit a ser acrescido = 1 , confirmando a paridade Par.
 bits a serem transmitidos 10000011. 
No destino, os mesmos procedimentos serão feitos e o bit de paridade, será conferido, aceitando ou não o caracter. Note que diminuímos ainda mais nossa taxa útil de transmissão com para detectarmos erros. 
Quando a transmissão é feita aos blocos, como é o caso de nossa comunicação síncrona, o controle de erros deve levar em consideração o bloco todo. Neste caso podemos utilizar um método mais eficiente que o BCC, chamado CRC (Control Redundancy Check). O CRC efetua um somatório de todos os caracteres do bloco, colocando o resultado da soma em Bytes adicionados no final do bloco. No destino o procedimento é refeito e a soma conferida, aceitando ou não o bloco transmitido. 
Em ambos os casos, sendo constatado erros, é solicitada sua retransmissão. 
Existem métodos de controle de erros que além da detecção também buscam corrigi-los, sem a necessidade de serem novamente transmitidos, porém causam impacto ainda maior em n na taxa de transmissão útil. 
Como exercício você deve fazer uma pesquisa e encontrar um outro código de correção de erros.
Classificação dos equipamentos de rede quanto aos dados 
Pudemos notar em diversas figuras a presença de um lado atuando transmissor e outro atuando como receptor, ou seja os dados iniciados de um lado estão terminando do outro, mas nem sempre a ligação é tão simples assim, na maioria das vezes estes dados devem passar através de outros equipamentos de comunicação para atingirem seu destino. Então esses equipamentos foram classificados em: DTE-Data Terminal Equipament e DCE-Data Communication Equipament. 
DTE – Todo equipamento terminal de dados, ou seja um dos pontos finais de uma comunicação. Nesta classe enquadra-se o próprio computador. 
DCE – Todo equipamento de comunicação de dados que atuam entre os DTEs, e servem para transportar os dados sem alterá-los. Nesta classe enquadram-se os MoDem(s). 
Como exercício você deve pesquisar e levantar outros equipamentos conhecidos nas redes e classificá-los. 
Padronização RS232-C
Quando falamos da pastilha 8251-A dizíamos ser ela muito usada em implementações RS232-C. Então O que é esse tal de padrão RS232-C ?
A RS-232C é uma recomendação padrão, muito utilizada, da EIA-Eletronic Industries Association de interface física para transmissão serial de dados com velocidades de até 20 Kbps a uma distância de até 15 metros. Padroniza ainda a conexão mecânica, funcional e elétrica.
A conexão mecânica estabelece o uso de conectores de 25 Pinos, encontrados nas formas macho, geralmente encontrados nos equipamentos e fêmea encontrados geralmente nos cabos de ligação. A conexão funcional descreve como deve funcionar esta conexão e a conexão elétrica estabelece o nível de tensão a ser considerada, ou seja, abaixo de –3 Volts eqüivale ao 1 binário e acima de 4 volts eqüivale ao 0 binário, o limite é –25 a +25 Volts, mas a maioria dos equipamentos (computadores) usam –12V e + 12V. 
Abaixo a figura ilustra o conector DB25 e a descrição de uso de seus respectivos pinos. 
Como vamos perceber, nosso equipamento tem também uma porta serial com um conector menor chamado de DB9, e nos esquipamentos mais modernos, as duas são DB9. Elas surgiu devido ao fato das conexões DB 25 utilizarem mais espaços no gabinete e também pelo fato que vamos observar em nossa ligação que só são necessários nas ligações seriais de nosso computador desses pinos e acabou sendo padronizada pela recomendação RS-423, mas como tem o mesmo fim, são conhecidas também por RS-232-C de 9 pinos.
Nota: Hoje com o objetivo de alcançar melhor desempenho e adaptar-se as necessidades dos novos periféricos, as ligações seriais evoluíram. Utiliza-se um padrão chamado Barramento Serial Universal USB (universal Serial Bus) cuja primeira versão 1.0 opera a velocidade de 234 Kbps, uma atualização 1.1 cuja velocidade foi para 1,5 Mbps e versão 2.0, mais atual, com capacidade de transferência de dados da ordem de 480 Mbps.
Abaixo ilustramos detalhes completos dosconectores DB25 e DB9, inclusive a padronização ITU-T que vem impressa na maioria dos DCEs. 
Nota: Apesar de ser padronizado em 25 pinos, nas ligações seriais assíncronas só necessitamos dos sinais que compõe o DB9, mesmo usando o conector DB25 como veremos a seguir.
A comunicação assíncrona, na verdade, imita um diálogo de 2 pessoas. Vamos ver
1 – As 2 pessoas precisam estar aptas a conversar não é, se uma delas por exemplo estiver dormindo a conversa não pode acontecer. Na nossa comunicação também é assim, o DTE quando é ligado, para mostrar que esta pronto ativa o sinal do pino DTR-Data Terminal ready. Da mesma forma o DCE quando ligado ativa o sinal do pino DSR- Data Set Ready. Neste momento os dois sabem que existe condições de comunicação.
2 – Estando as duas pessoas em condições de conversa, o normal é a pessoa que pretende originar a conversa, diga “Posso conversar contigo” e o normal é a outra responder pode ou não.
Na nossa comunicação também acontece o mesmo, o DTE quando pretende iniciar uma comunicação ativa o sinal do pino RTS-Request to Send e o nosso DCE, se puder aceitar, ativa colocar o sinal do pino CTS-Clear to Send.
3 – Então uma vez as duas pessoas concordando em conversar, esta conversa se estende até que elas de alguma forma encerrem a conversa.
Na nossa comunicação também ocorre estes passos. Quando o DTE recebe a condição para comunicar, este começa a enviar seus dados binários através de sinal no pino TxD – Transmite Data e o DCE os recebe lendo os sinais através do pino RxD-Receive Data 
4 – Quando as duas pessoas estão distantes, usam o telefone, na nossa comunicação também, a forma de dizer que esta tudo bem com o contato á distância é o DCE ativar o sinal de presença da portadora DCD-Data Carrier Detect.
5 – Quando a comunicação é através de linha discada há a necessidade do uso do pino RI-Ring indicator que é aquele sinal que escutamos antes de ligar para alguém, para que o DTE/DCE possa discar.
6 – Um DCE tem a os circuitos de transmissão e recepção dispostos de tal forma que casam com os circuitos de transmissão e recepção de um DTE, ou seja , são montados para que possa fluir a comunicação. Costumo dizer que o DTE é a boca e o DCE o ouvido, pois a transmissão de um chega esta diretamente ligada a recepção do outro e vice-versa 
7 – Quando ligamos um DTE á um DCE, chamamos o cabo que serve de meio, como cabo direto, chamado assim pois liga um pino do DTE ao mesmo pino do DCE. Exemplo pino 4 do DTE ao pino 4 do DCE.
8 – Quando ligamos um DTE a outro DTE, ou um DCE a outro DCE, o cabo é chamado de Cabo Cross-over ou null-modem. Mais afrente saberemos quais as alterações que devem ser feitas.
 
 É Comum encontrarmos equipamentos DCE, que ao invés de trazerem os leds (diodo emissor de luz) identificados pelo padrão RS232-C, usam uma padronização serial da ITU-T. Então quando ligado o computador mostra a luz 108 acesa, em comunicação 108 e DTR são a mesma coisa. ao 
Na tabela também podemos observar quem ativa o sinal em um determinado pino, se é o DTE ou se é o DCE. 
Deu para notar que a coisa não é tão complicada não é 
Como exercício responda quem origina os sinais: DSR, Gnd, CTS, TxD e RTS
Se um DTE com interface DB9 esta ligado á um DCE com interface DB9, em ligação assíncrona, faça um desenho colocando os pinos necessários do lado do DTE e do lado do DCE, e faça as ligações devidas usando traços para interligar um pino do DTE ao pino correspondente no DCE. 
Se um DTE com interface DB9 esta ligado á um DCE com interface DB25, em ligação assíncrona, faça um desenho colocando os pinos necessários do lado do DTE e do lado do DCE, e faça as ligações devidas usando traços para interligar um pino do DTE ao pino correspondente no DCE. 
Neste Ponto, vamos iniciar a nossa primeira experiência em conexão entre 2 equipamentos e vamos optar pela utilização de uma forma bem simples de comunicação. Verificamos que a transmissão serial assíncrona não é complicada e não necessita tanto dispêndio, então optamos pela mesma. Transportamos o modelo do tipo de ligação que queremos fazer , conforme mostra a figura a seguir: 
Analisando a figura, encontramos nosso primeiro problema, ela mostra um transmissor/receptor de cada lado, algumas linhas e o que tem a ver isso com o equipamento computador que tenho e minha comunicação?
Então nos lembramos que os pontos terminais em uma comunicação de dados é o DTE – Data Terminal Equipament e o meu equipamento computador é um DTE. Então uma das pontas da figura eu já tenho. Mas como fazer esta ligação usando meu computador.
 
Analisamos a arquitetura do computador, verificamos que o mesmo tem portas seriais, usado para interligar dispositivos de entrada e saída em transmissão em série, no padrão RS232-C. Bem também já sabemos do que se trata essa tal de RS232-C. 
Agora analisamos o equipamento que será ligado ao nosso computador e verificamos trata-se de um equipamento tipo Modem externo que tem uma porta serial, portando ele funciona como um DCE.
Sabe-se que eles estão a menos de 15 metros de distância, então como liga-los???
Vamos seguir os passos abaixo:
1 – Verificamos qual os conectores estão presentes nos equipamentos e constatamos que:
 No micro a interface mecânica é DB25 macho e no Modem é DB25 fêmea.
2 – Precisamos de um cabo que tenha que tenha 9 fios, de preferencia coloridos, para ligarmos os sinais, e dois conectores, um DB25 femêa e outro DB25 macho.
 
3 – Precisamos de um ferro de solda e estanho para soldar e se possível um multímetro para podermos certificarmos que tudo esta correto antes de conectarmos aos equipamentos. 
 
4 – Trata-se de um DTE ligado a um DCE, portanto nosso cabo é um cabo direto. 
5 – Então soldamos os pinos de cada lado como mostra a figura a seguir: 
 
6 – Depois de feito os cabos, precisamos verificar cada pino se não está em curto com outro pino e se o sinal deste está chegando do outro lado. Isto é feito com o uso do multímetro.
7 – Finalmente precisamos de um software para podermos testar nossa ligação e no windows, utilizaremos o Hyperterminal (arquivo de programas -> acessorios->comunicações->hyperterminal).
8 – Para verificar o funcionamento podemos digitar alguns comandos hayes, vocês se lembram, que comandos hayes ou protocolo AT serve exatamente para isso. A seguir uma pequena lista deles, bem como a ilustração de nossa primeira ligação
Comandos AT usados com o modem Digitel DT32B
	
	AT
	Prefixo de todos os comandos
	D
	Conecta o modem a linha como chamador
	+++
	Escape
	Dn
	Conecta como chamador e disca o num n
	A/
	Repete o comando anterior
	E0
	Desabilita eco dos comandos
	A
	Conecta o modem á linha como resposta
	E1
	Habilita eco dos comandos
	H
	Desconecta da linha
	M0
	Alto falante sempre desligado
	M1
	Alto falante ligado até receber portadora
	M2
	Alto falante sempre ligado
	P
	Selecione Discagem por Pulso
	T
	Seleciona discagem por tom
	Z
	Reseta a configuração do modem
	Sn?
	Verifica o conteúdo do registrador n
	&C0
	DCD sempre ON na interface digital
	&D0
	Considera DTR sempre ON
	&L0
	Seleciona linha discada 2 fios
	&M0
	Seleciona modo de operação assíncrono
	&S0
	DSR sempre ON
	Sn=m
	Seta o registrador n com o valor m
	&T1
	Aciona laço analógico local (LAL)
	&T6
	Aciona Laço digital remoto (LDR)
	&Zn=
	Grava núm. telefone m na memória n
	%V
	Envia para o DTE a versão de software 
	%R
	Envia ao DTE o conteúdo dos registradores
	\F
	Mostra os números telefones na memoria
Podemos alongar esta lista bastante. O que precisa ficar claro é que podemos configurar nosso modem diretamente por comandos entrados no DTE. Cada modem pode incrementar outros comandos para seus modelos. Alguns controles podem ser inseridos com jumpers ou dip switches diretamente no hardware.Fica como exercício a definição de jumpers e de dip switches. 
A figura abaixo mostra a conexão que acabamos de fazer, e a resposta á um comando AT apresentada na tela. NOTA o modem foi previamente instalado no windows como modem padrão.
Como exercício, analise o resultado apresentado na tela do hyperterminal e comente a utilidade de cada comando entrado.
Nota: O protocolo usado nesta ligação é o LAPM.
Nessa experiência que fizemos, viabilizamos a conexão entre o DTE (micro) e o DCE (modem), e testamos alguns comandos AT, porém não transmitidos dados FIM a FIM, para que isso fosse possível teríamos que ligar nosso modem á outro conjunto de modem, cabo e computador, através de uma linha telefônica, ou da utilização de um par de fios, conectando os 2 modems diretamente.
Já que falamos da conexão entre dois modems, vale aqui comentarmos a existência de alguns testes que podemos fazer para monitorar nossa comunicação. Estes podem ser iniciado diretamente em botões do modem, bem como por comandos AT, tais como o &T1 ou o &T6 constantes da tabela já vista acima 
Testes LDL, LAL e LDR
Os mais importantes testes são:
LDL (Loop Digital Local) – Este teste, faz com que o sinal enviado pelo DTE percorra a interface digital do modem local e retorne, podendo assim ser verificado se nossa conexão digital está ou não com problemas (praticamente o cabo e conectores). Verifique sua abrangência na figura abaixo:
LAL (Loop Analógico Local) – Este teste, como o próprio nome indica, faz com que o sinal enviado pelo DTE percorra até a parte analógica do modem local e retorne, podendo assim ser verificada a existência ou não de problemas com nossa comunicação local (conectores, cabos e modem local). Verifique sua abrangência na figura abaixo: 
LDR (Loop Digital Remoto) – Este teste, faz com que o sinal enviado pelo DTE seja enviado até o modem remoto, passando pela interface analógica do mesmo, chegando na interface digital do modem remoto e retornando. Este tipo de teste praticamente verifica todo o percurso da comunicação, detectando ou não problemas Veja a figura abaixo.
 
Ficará como exercício, vocês identificarem o teste que ficou faltando e explicar seu funcionamento.
 
Implementação de uma comunicação serial
Muitas vezes precisamos interligar dois computadores próximos através de suas portas seriais, sem a necessidade do uso de modem, na verdade o papel do modem é simulado ou anulado nos próprios fios. Vamos então detalhar este tipo de ligação na figura abaixo:
Entendendo a ligação: Toda vez que o DTE é ligado, ao ativar o sinal de DTR faz com que os sinais de DSR e DCD fiquem também ativos, como se estivessem sendo recebidos do Modem. Idêntico acontece com a requisição para transmitir RTS e o CTS.
 
Dessa maneira podemos interligar 2 DTEs diretamente, ou seja, podemos ligar dois computadores e transmitir e receber arquivos através do Hyperterminal, ou ainda, compartilharmos arquivos e impressoras através da ligação via cabo do windows. A figura abaixo mostra este tipo de conexão usando o hyperteminal.
Fica como exercício montar um modelo de cabo cross-over usando uma ponta com DB25 e outra ponta com DB9.
O aluno deverá neste momento estar apto a fazer uma conexão via cabo do windows, fazendo seu próprio cabo.
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1Marcos históricos	
A Comunicação	2
Códigos Morse e Baudot	3
Bases numéricas	6
Código ASCII e EBCDIC	6
Ondas eletromagnéticas	8
Medida analógica	8
Medida digital	9
O sinal elétrico digital	9
O sinal elétrico analógico	9
Classificação das ondas eletromagnéticas	11
Modulação	12
Tipos de modulação	13
Digitalização	16
Multiplexação	17
Modos de transmissão de dados	19
Comunicação serial e paralela	20
Comunicação síncrona e assíncrona	20
Classificação dos equipamentos de rede quanto aos dados	22
Padronização RS232-C	22
Comandos AT usados com o modem Digitel DT32B	27
Testes LDL, LAL e LDR	28
Implementação de uma comunicação serial	29
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