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Características Básicas dos Sistemas de Comunicações e Meios de Transmissão Docente: EWERTON DE OLIVEIRA FIGUEIRÔA FACULDADE ESTÁCIO DO RECIFE CURSO: Engenharia Elétrica DISCIPLINA: Comunicação de Dados Recife, 04 de Março de 2016 Sistemas de Comunicação Prof. Ewerton Figueirôa Sistemas de Comunicação Prof. Ewerton Figueirôa Os elementos que compõem um sistema de comunicação são: • Fonte: Origem da mensagem - voz humana, imagem de televisão, dados. • Transdutor de entrada: Se o símbolo a ser transmitido não é elétrico, o transdutor de entrada o transforma em um. Exemplos: microfone, câmeras, etc. A forma de onda gerada é chamada de sinal em banda base ou sinal de informação. • Transmissor: Modifica o sinal em banda base buscando uma transmissão eficiente. O transmissor é constituído por um ou mais dos seguintes blocos: codificador de fonte, codificador de canal e modulador. • Canal:Meio pelo qual o sinal na saída do transmissor é enviado. Exemplos: par trançado, cabo coaxial, guia de ondas, fibra óptica, ar. Sistemas de Comunicação Prof. Ewerton Figueirôa Os elementos que compõem um sistema de comunicação são: • Receptor: Processa o sinal recebido do canal desfazendo as modificações feitas pelo transmissor e pelo canal. E constituído por um ou mais dos seguintes blocos: decodificador de fonte, decodificador de canal e demodulador. • Destino: Unidade para a qual a mensagem é comunicada. • Ruído: São interferência que ocorrem no sinal podendo gerar degradação do sinal. • Retroação ou feedback: É a confirmação que a informação foi recebida pelo destinatário. Problemas a Serem Combatidos no Sistema de Comunicação Prof. Ewerton Figueirôa Distorção: Mudanças sofridas pela forma de onda transmitida devido a diferentes atenuações e mudanças de fase sofridas por diferentes componentes em frequência do sinal. Por exemplo, pulso retangular é arredondado ou espalhado durante a transmissão. Ruído: Sinais aleatórios e imprevisíveis que contaminam o sinal transmitido ao longo do canal. Problemas a Serem Combatidos no Sistema de Comunicação Prof. Ewerton Figueirôa Sinal Distorcido Problemas a Serem Combatidos no Sistema de Comunicação Prof. Ewerton Figueirôa Sinal com Ruído Sinal, Sistemas e Informação Prof. Ewerton Figueirôa Definição de Sinal: Função de uma ou mais variáveis, a qual veicula informação sobre a natureza de um fenômeno físico. Definição de Sistema: Um sistema é definido como uma entidade que manipula um ou mais sinais para realizar uma função, produzindo novos sinais. Informação: É resultante do processamento, manipulação e organização de dados, de tal forma que represente uma modificação (quantitativa ou qualitativa) no conhecimento do sistema (humano, animal ou máquina) que a recebe. De forma geral, pode-se dizer que é o sinal de forma inteligível para um dado sistema físico. Sinal, Sistemas e Informação Prof. Ewerton Figueirôa Sinal, Sistemas e Informação Prof. Ewerton Figueirôa Sinal, Sistemas e Informação Prof. Ewerton Figueirôa Sinal, Sistemas e Informação Prof. Ewerton Figueirôa Sinal, Sistemas e Informação Prof. Ewerton Figueirôa Sinal, Sistemas e Informação Prof. Ewerton Figueirôa Sinal, Sistemas e Informação Prof. Ewerton Figueirôa Tipos de Sinais Prof. Ewerton Figueirôa Tipos de Transmissão Prof. Ewerton Figueirôa Quanto aos sentidos em que a informação pode ser transmitida através de um canal entre emissores e receptores, as transmissões de dados podem ser de 3 tipos: 1. Simplex; 2. Half-Duplex; 3. Full-Duplex. Tipos de Transmissão Prof. Ewerton Figueirôa 1. Simplex: Neste caso, as transmissões podem ser feitas apenas num só sentido, de um dispositivo emissor para um ou mais dispositivos receptores; é o que se passa, por exemplo, numa emissão de rádio ou televisão. Tipos de Transmissão Prof. Ewerton Figueirôa 2. Half-Duplex: Nesta modalidade, uma transmissão pode ser feita nos dois sentidos, mas alternadamente, isto é, ora num sentido ora no outro, e não nos dois sentidos ao mesmo tempo; este tipo de transmissão é bem exemplificado pelas comunicações entre computadores (quando um transmite o outro escuta e reciprocamente); ocorre em muitas situações na comunicação entre computadores. Tipos de Transmissão Prof. Ewerton Figueirôa 3. Full-Duplex: Neste caso, as transmissões podem ser feitas nos dois sentidos simultaneamente, ou seja, um dispositivo pode transmitir informação ao mesmo tempo que pode também recebe-la; um exemplo típico destas transmissões são as comunicações telefónicas; também são possíveis entre computadores, desde que o meio de transmissão utilizado contenha pelo menos dois canais, um para cada sentido do fluxo dos dados. Tipos de Transmissão Prof. Ewerton Figueirôa Se considerarmos o número de bits transmitidos ao mesmo tempo, as transmissões de dados de um computador para outro computador ou outro dispositivo podem ser feitas em dois modos distintos: 1. Serial; 2. Paralela. Tipos de Transmissão Prof. Ewerton Figueirôa 1. Transmissão em Série: Em que os dados são transmitidos bit a bit, uns a seguir aos outros, sequencialmente (como acontece, por exemplo, entre a porta série de um computador e de um modem externo). Tipos de Transmissão Prof. Ewerton Figueirôa 2. Transmissão em Paralelo: Em que são transmitidos vários bits ao mesmo tempo (por exemplo, 8 bits em simultâneo, como acontece entre uma porta paralela de um computador e uma impressora). Multiplexação Prof. Ewerton Figueirôa Multiplexação na frequência FDM - Frequency DivisionMultiplexing: Multiplexação na frequência FDM - Frequency DivisionMultiplexing: Prof. Ewerton Figueirôa Tipos de Meio de Transmissão Meios de Transmissão: 1. Guiados 1.1 Metálicos; 1.2 Fibra Óptica; 1.3 Cabo Coaxial. 2. Não Guiados 2.1 Microondas; 2.2 Satélite; 2.3 Wi-Fi; 2.4 Infravermelho. Prof. Ewerton Figueirôa Cabos Metálicos UTP (Redes de Dados) Cabeamento por par trançado (Twisted pair) é um tipo de cabo que tem um par de fios entrelaçados um ao redor do outro com a finalidade de cancelar as interferências eletromagnéticas de fontes externas e interferências mútuas (linha cruzada ou, crosstalk) entre cabos vizinhos. A taxa de giro é (normalmente definida em termos de giros por metro) é parte da especificação de certo tipo de cabo. Quanto maior o número de giros, mais o ruído é cancelado. A matéria-prima fundamental utilizada para a fabricação destes cabos é o cobre, por oferecer ótima condutividade e baixo custo, portanto deve-se analisar com bastante cuidado a segurança contra descargas elétricas. Um acidente com descarga elétrica em qualquer ponto da rede pode comprometer toda a rede local. Prof. Ewerton Figueirôa Classificação quanto à blindagem do cabo: Cabos sem blindagem: • UTP (Unshielded Twisted Pair); Cabos blindados: • FTP (Foiled Twisted Pair); • STP (Shielded Twisted Pair); • SSTP (Screened Twisted Pair). Prof. Ewerton Figueirôa Cabos Metálicos UTP (Redes de Dados) Prof. Ewerton Figueirôa Cabos Metálicos FTP, STP e SSTP Prof. Ewerton Figueirôa Classificação quanto à blindagem do cabo: Os cabos FTP (Foiled Twisted Pair) são os que utilizam a blindagem mais simples. Neles, uma fina folha de aço ou de liga de alumínio envolve todos os pares do cabo, protegendo-os contra interferências externas, mas sem fazer nada com relação ao crosstalk, ou seja, a interferência estre os pacotes de cabos: Prof. Ewerton Figueirôa Classificação quanto à blindagem do cabo: Os cabos STP (Shielded Twisted Pair) vão um pouco além, usando uma blindagem individual para cada par de cabos. Isso reduzo crosstalk e melhora a tolerância do cabo com relação à distância, o que pode ser usado em situações onde for necessário crimpar cabos fora do padrão, com mais de 100 metros: Prof. Ewerton Figueirôa Classificação quanto à blindagem do cabo: Os cabos SSTP (Screened Shielded Twisted Pair), também chamados de SFTP (Screened Foiled Twisted Pair), que combinam a blindagem individual para cada par de cabos com uma segunda blindagem externa, envolvendo todos os cabos, o que torna os cabos especialmente resistentes a interferências externas. Eles são mais adequados a ambientes com fortes fontes de interferências: Prof. Ewerton Figueirôa Cabos Metálicos UTP (Redes de Dados) Prof. Ewerton Figueirôa Cabos Metálicos UTP (Redes de Dados) Prof. Ewerton Figueirôa Fibras Ópticas (Cabos Ópticos e Cordões Ópticos) Prof. Ewerton Figueirôa Fibras Ópticas Algumas Vantagens das Fibras Ópticas: �Imunidade a Interferências Externas; �Dimensões Reduzidas; �Maior Alcance de Transmissão; �Maior Capacidade de Transmissão; �Relação Custo Benefício; �Ausência de Diafonia. Prof. Ewerton Figueirôa Fibras Ópticas Conceitos de Reflexão e Refração Vidro Ar Prof. Ewerton Figueirôa Fibras Ópticas Índices de Refração Típico de Alguns Materiais Prof. Ewerton Figueirôa Fibras Ópticas (Cordões Ópticos) Natureza construtiva de um cabo óptico Cordão óptico multimodo, duplex. Prof. Ewerton Figueirôa Conectores de Cordões Ópticos Prof. Ewerton Figueirôa Cabos Coaxial Prof. Ewerton Figueirôa Cabos Coaxial O cabo coaxial é constituído por um fio de cobre condutor revestido por material isolante que é envolto por uma blindagem e capa. É um meio permite transmissões de frequências muito elevadas por distâncias consideráveis. As primeiras LANs Ethernet de topologia barramento utilizavam esse tipo de cabo, porém, devido à dificuldade de instalação e o alto índice de falhas que apresentava, foi substituído pelo cabo UTP. Prof. Ewerton Figueirôa Conectores para Cabos Coaxial BNC - (British Naval Connector ou Bayonet Neil Concelman ou Bayonet Nut Connector) O conector BNC é utilizado nas instalações que utilizam cabos coaxiais. Existem vários modelos com diversas formas de instalação no cabo, mas o engate entre o macho e a fêmea é padronizado. A estrutura externa é ligada à malha de aterramento do cabo e no centro há um pino isolado da carcaça que é conectado ao condutor interno do cabo (alma). Prof. Ewerton Figueirôa Conectores para Cabos Coaxial Prof. Ewerton Figueirôa Cabos Coaxial Prof. Ewerton Figueirôa Meios de Transmissão Não Guiados - Satélites Repetidores de microondas: Transponders: Escutam partes por espectro(uplink) Amplificam Sinal Retransmitem em outra frequência (Downlink) Satélites: Alta Órbita (GEO) Órbita Média (MEO) Baixa Órbita (LEO) Prof. Ewerton Figueirôa Meios de Transmissão Não Guiados - Satélites Prof. Ewerton Figueirôa Meios de Transmissão Não Guiados - Satélites Prof. Ewerton Figueirôa Meios de Transmissão Não Guiados - Satélites Prof. Ewerton Figueirôa Meios de Transmissão Não Guiados – Infra vermelho Usado em comunicações a pequenas distâncias: • Controle remoto; • Eletroeletrônicos (TV, DVD, VÍDEO CASSETE); • Sistema de Segurança Eletrônica; Características: • Não passam por objetos sólidos • Custo baixo e fácil de instalar Prof. Ewerton Figueirôa Meios de Transmissão Não Guiados – Microondas Acima de 100 MHz se propaga em linha reta se tornando fácil de ser captada; TX e RX tem que ser alinhados; Estações repetidoras tem que existir caso não sejam visíveis; Não atravessam edificações; Aplicações: Indústria, Medicina, Portões automático, Telefones sem fio, LANs wireless e Bluetooth Prof. Ewerton Figueirôa Meios de Transmissão Não Guiados – Microondas Prof. Ewerton Figueirôa Meios de Transmissão Não Guiados – Ondas de Rádio Características: Onidirecionais; Todas as direções TX e RX não ficam alinhados; Atravessam edificações; Atravessa qualquer obstáculo; Potência cai com a distância; São absorvidas pela chuva. Prof. Ewerton Figueirôa Meios de Transmissão Não Guiados – Antenas Omnidirecionais Prof. Ewerton Figueirôa Meios de Transmissão Não Guiados – Antenas Direcionadas Prof. Ewerton Figueirôa Meios de Transmissão Não Guiados – Antenas Omni x Direcional Prof. Ewerton Figueirôa
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