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CCT0325 – Comunicação de Dados
Aula 3: Sinais analógicos e Digitais
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Comunicação de Dados
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
O Processo da Comunicação;
Transmissão de Dados;
Diferenciar a representação de dados analógica e digital;
Compreender a representação de sinais analógicos e digitais;
Caracterizar sinais analógicos;
Caracterizar sinais digitais;
Analisar os limites teóricos para a taxa de transmissão de dados;
Associar os efeitos de um meio de transmissão imperfeito à ocorrência de atenuação.
Objetivos
Ao final desta aula você deverá ser capaz de
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Comunicação
Uma necessidade humana;
Vencendo barreiras geográficas;
Qual objetivo?
O que é Comunicação
Comunicação de Dados
O Processo da Comunicação
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Comunicação de Dados
O Processo da Comunicação
Ela se apresenta de diversas formas e em vários ambientes;
Regras – protocolos – de comunicação humana:
Identificar o emissor e o receptor;
Acordar o método de comunicação (pessoalmente, por telefone, carta, foto);
Idioma e gramática comum;
Velocidade e ritmo de transmissão;
Requisitos de confirmação ou recepção.
Comunicação
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
As regras de comunicação podem variar de acordo com o contexto;
A depender do grau de importância, as mensagens podem ou não requerer uma confirmação;
As técnicas de comunicação usadas em redes se assemelham às de uma comunicação humana.
Comunicação de Dados
O Processo da Comunicação
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
A comunicação será realizada quando a mensagem designada for recebida e confirmada.
Mensagem compreendida pelo receptor = mensagem 
planejada pelo emissor:
Sucesso na comunicação.
Em redes de dados, existem fatores que podem interferir 
no significado da mensagem recebida:
Fatores Externos
Qualidade do caminho entre emissor e receptor, 
número de redirecionamentos, outras mensagens transmitidas simultaneamente, tempo.
Fatores Internos
Tamanho, complexidade e importância da mensagem.
Comunicação de Dados
O Processo da Comunicação
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Qualidade da Comunicação
Conceito simplificado:
Rede de computadores é um conjunto de computadores autônomos*, interligados e capazes de trocar informações e compartilhar recursos.
Computador autônomo é aquele que é capaz de processar seus próprios dados, ou seja, tem CPU e RAM próprios.
Sistema Proprietário – Mainframes, ex: IBM
Sistema aberto é uma implementação do sistema 
computacional de diversos fabricantes.
Comunicação de Dados
Redes de computadores
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
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Compartilhamento de recursos;
Alta confiabilidade;
Alta disponibilidade;
Tolerância a falhas;
Economia;
Trabalho em equipe.
Comunicação de Dados
Redes de computadores – Justificada
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
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Half Duplex
Transmissor
TX
Receptor
RX
Transmissor
TX
Receptor
RX
ou
Receptor
RX
Transmissor
TX
Ex.: Utilização do Rádio Comunicador. Também utilizado dentre os meios de rede Ethernet.
Ex.: Sinal transmitido pela TV analógica.
Comunicação de Dados
Transmissão de dados
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Direção de Transmissão
Simplex
Direção de Transmissão
Full Duplex
Transmissor
E
Receptor
Transmissor
E
Receptor
NÃO AUTORIZO O USO DE QUALQUER EQUIPAMENTO DE ÁUDIO E VÍDEO! 
Ex.: Comunicação entre dois hosts através do Switch.
Comunicação de Dados
Transmissão de dados
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
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Difusão ponto a ponto (Unicast)
Comunicação de Dados
Tipos de Transmissão de dados
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Uma cópia dos dados é enviada para cada computador que solicita.
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Comunicação de Dados
Tipos de Transmissão de dados
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Difusão (Broadcast)
Uma cópia dos dados é enviada para todos os computadores da rede.
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Comunicação de Dados
Tipos de Transmissão de dados
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Difusão Seletiva (Multicast)
Uma cópia dos dados é enviada somente para os computadores que solicitam.
Sinais analógicos;
Sinais digitais.
NÃO AUTORIZO O USO DE QUALQUER EQUIPAMENTO DE ÁUDIO E VÍDEO! 
Comunicação de Dados
Diferença entre sinal analógico e sinal digital
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
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Comunicação de Dados
Diferença entre sinal analógico e sinal digital
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Varia, continuamente, nos intervalos de tempo, podendo assumir diversos valores no período (Sinal via Rádio);
Sinais analógicos podem ser transmitidos através de meios digitais.
Sinal analógico
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Diferença entre sinal analógico e sinal digital
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Varia, nos intervalos de tempo, podendo assumir apenas 2 valores (bit 0 e bit 1) no período;
Sinais digitais podem ser transmitidos através de meios analógicos.
Sinal digital
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Matemática das Redes
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Os seres humanos utilizam o sistema de numeração decimal base 10;
 É relativamente simples quando comparado com as longas séries de 1s e 0s utilizados pelos computadores;
 Os números binários precisam ser convertidos em números decimais;
 Os números binários podem ser convertidos em números hexadecimais (Hex), reduzindo uma longa sequência de dígitos binários em poucos caracteres hexadecimais;
 Este processo melhor representa os binários.
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Matemática das Redes
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Os computadores funcionam e armazenam dados mediante a utilização de chaves eletrônicas que são ligadas ou desligadas.
0 = estado desligado
1 = estado ligado (+5v de eletricidade)
O código American Standard code for Information Interchange (ASCII) é o código mais frequentemente utilizado para representar dados alfanuméricos em um computador. 
 Característica da ASCII => 28 (nº. combinações) = 256
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Comunicação de Dados
Matemática das Redes
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Os computadores foram concebidos para utilizarem grupos de oito bits. 
Este grupo de oito bits é denominado byte.
Em um computador, um byte representa um 
único local de armazenamento endereçável.
Fonte: ( Cisco Systems ,2009)
Comunicação de Dados
Matemática das Redes
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Comunicação de Dados
Matemática das Redes
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Converta de número base 10 para número binário de 8 bits:
112 = 01110000
252 = 11111100
148 = 10010100
150 = 10010110
50 = 00110010
30 = 00011110
Comunicação de Dados
Matemática das Redes
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
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Comunicação de Dados
Largura de Banda
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Analógica
Faixa de frequência suportada por um meio medida em hertz.
Digital
Capacidade de transporte de informações suportada por um meio medida em bps.
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Atenuação
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
É a perda de potência do sinal quando este percorre o meio;
Quanto maior for a distância do meio maior será a atenuação que o sinal irá sofrer.
“Atraso entre o tempo que o primeiro quadro começa a sair do dispositivo de origem e o tempo que a primeira parte do quadro chega ao seu destino.”
Fonte: ( Cisco Systems ,2009)
Comunicação de Dados
Latência da Rede
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Variedade de condições que pode causar atrasos à medida que o quadro se propaga desde a origem até o destino:
Atrasos do meio físico causados pela velocidade finita em que os sinais podem se propagar através do meio físico. 
Atrasos de circuito causados pelos circuitos eletrônicos que processam o sinal ao longo do caminho.Atrasos de software causados pelas decisões que o software precisa tomar para implementar a comutação e os protocolos. 
Atrasos causados pelo conteúdo do quadro.
Exemplo: um dispositivo não pode rotear um quadro para um destino até que o endereço MAC de destino tenha sido lido.
Comunicação de Dados
Latência da Rede
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
O sinal elétrico demora um pouco para trafegar pelo cabo (atraso) e cada repetidor subsequente introduz um pouco de latência no encaminhamento do quadro de uma porta até a próxima;
Se a estação conectada estiver operando em full duplex, a estação poderá enviar e receber simultaneamente e não ocorrerão colisões. 
Comunicação de Dados
Temporização Ethernet tempo de bit
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
A operação full duplex também muda as considerações de temporização e elimina o conceito de slot time (tempo de espera).
O modo full duplex tem preferência sobre o modo half-duplex nas negociações de estabelecimento de um link.
Em half duplex, contanto que não ocorra uma colisão, a estação emissora transmitirá 64 bits de informações de sincronização de temporização, conhecidos como preâmbulo.
Para que a CSMA/CD Ethernet possa operar, a estação emissora deve estar ciente de uma colisão antes de completar a transmissão de um quadro de tamanho mínimo.
A 1000 Mbps, são exigidos ajustes especiais, já que quase um quadro inteiro de tamanho mínimo seria transmitido antes que o primeiro bit atravessasse os primeiros 100 metros no cabo UTP. Por essa razão half duplex não é permitido em 10-Gigabit Ethernet.
Comunicação de Dados
Temporização Ethernet tempo de bit
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
O espaçamento mínimo entre dois quadros que não colidem é também conhecido como espaçamento entre quadros (interframe spacing); 
A medida é feita desde o último bit do campo FCS do primeiro quadro até o primeiro bit do preâmbulo do segundo quadro;
Depois de enviado um quadro, todas as estações na 10-Mbps Ethernet devem esperar um mínimo de 96 tempos de bit 
(9,6 microssegundos) antes que qualquer estação possa ter permissão para transmitir o próximo quadro >> Intervalo de espaçamento.
O intervalo tem a finalidade de permitir que as estações mais lentas tenham tempo para processar o quadro anterior e preparar para o próximo quadro. 
Comunicação de Dados
Espaçamento entre quadros (Interframe spacing) 
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
É a capacidade de um meio em transportar dados. A largura de banda digital mede a quantidade 
de informação que pode fluir de um lugar a outro durante um determinado tempo.
Comunicação de Dados
Largura de Banda
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Fonte: ( Cisco Systems ,2009)
Comunicação de Dados
Comparação de Redes
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Fonte: ( Cisco Systems ,2009)
Comunicação de Dados
Largura de Banda máxima e Limitações de Comprimento
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Fonte: ( Cisco Systems ,2009)
Comunicação de Dados
Largura de Banda máxima e Limitações de Comprimento
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Fonte: ( Cisco Systems ,2009)
Comunicação de Dados
Largura de Banda Máxima – Meios sem fio
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Serviços WAN
Largura de Banda
Frame Relay
56 Kbps a 2 Mbps
ATM
25 Mbps a 2,4 Gbps
X.25
Até 64 Kbps
Modem
56 Kbps
DSL
128, 256, 512 Kbps,2, 4, 8, ... 100Mbps
ISDN
128 Kbps (dois canais)
T1
1,544 Mbps
E1
2,048 Mbps
T3
44,736 Mbps
E3
34,368 Mbps
Fonte: ( Cisco Systems ,2009)
Comunicação de Dados
Serviços e Largura de Banda WAN
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Liga
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Refere-se á largura de banda real medida, em uma hora do dia específico, usando específicas rotas de Internet, e durante a transmissão de um conjunto específico de dados na rede.
Fatores que determinam o throughput:
Dispositivos de interconexão;
Tipos de dados sendo transferidos;
Topologias de rede;
Número de usuários na rede;
Computador do usuário;
Condições de energia;
Hora do dia;
Roteamento dentro na nuvem;
Computador servidor.
Comunicação de Dados
O Throughput
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Fonte: ( Cisco Systems ,2009)
Comunicação de Dados
Unidades de Largura de Banda
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
Fonte: ( Cisco Systems ,2009)
Comunicação de Dados
Cálculo do Tempo de Transferência
AULA 3: Sinais Analógicos e digitais
VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS?
 
Compreender as motivações e imposições para conversão digital/analógica de sinais;
Diferenciar taxa de transmissão e taxa de modulação;
Identificar os esquemas básicos de modulação digital/analógico;
Compreender como esquemas básicos de modulação são combinados para obtenção 
de maiores taxas de transmissão.
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