TÓPICOS AVANÇADOS
EM REDES 2
Aspectos avançados em camada física
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Conceitos de camada física
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Introdução em transmissão por fibra óptica
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Conceitos avançados em transmissão por fibra óptica
•Formatos de modulação avançados
• Define detalhes sobre a transmissão de um sinal no meio (tempo de um bit, intensidade usada para representar 1 e 0, etc)
•
O meio pode ser guiado ou não guiado
• Cabos metálicos x fibra óptica
• Transmissão de ondas eletromagnéticas no ar
•
Durante a transmissão ocorre a degradação do sinal a
medida que uma distância é percorrida
•
O que a camada física faz?
• Define detalhes sobre a transmissão de um sinal no meio (tempo de um bit, intensidade usada para representar 1 e 0, etc)
•
O meio pode ser guiado ou não guiado
• Cabos metálicos x fibra óptica
• Transmissão de ondas eletromagnéticas no ar
•
Durante a transmissão ocorre a degradação do sinal a
medida que uma distância é percorrida
sempre uma onda eletromagnética!
• É uma perturbação física composta por um campo elétrico e outro
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Uma onda eletromagnética possui características
importantes para as comunicações:
• Frequência: número de oscilações por unidade de tempo
• Velocidade de propagação: depende do meio, mas no vácuo é a
conhecida velocidade da luz (300.000 km/s)
• Atenuação: o sinal perde potência quando percorre uma distância dada
• Ruído: diversas fontes de ruído estão presentes em transmissão de dados e podem afetar a recepção
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A atenuação é medida em dB/m!
• Entendendo o uso da escala logarítmica (o decibel): • dB = 10 log (P1/P2)
• dBm = 10 log (P1(mW)/1mW)
• Exemplo:
• se a atenuação em um meio é de 30 dB/m significa que a potência diminuiu 1000 vezes de valor após percorrer 1 metro
•
O ruído geralmente é quantificado pela sua relação com a
potência do sinal
• Relação Sinal-Ruído (SRN) = PS/PN
• Também é usada a escala logaritmica para exprimir SNR!
• SNRdB = 10 log S/N
• Uma SNR de 30 dB significa que a potência do sinal é 1000 vezes
• O uso de ondas com diferentes comprimentos de onda (e diferentes frequências) fornece aplicações diferentes!
Aumento de frequência
Aumento de comprimento de onda
Ondas de rádio Infravermelho
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O que é possível entender algumas coisas sobre redes
apenas olhando o espectro eletromagnético?
• Em redes que usam baixa frequência o sinal é omnidirecional e
para frequências altas o sinal viaja quase em linha reta
• As consequências são diversas, como questão de adentrar em prédios ou refletir, ser absorvido pela chuva, etc
• A largura de banda (e impacto na taxa de transmissão) do meio
possui relação com a faixa de frequências usada
• Comparação da região de trabalho de comunicação por satélite x
fibra óptica:
•
Exemplo:
• Comparação de transmissão rádio AM x TV por satélite:
• Transmissões de rádio AM são omnidirecionais seguem em todas as direções e adentram os prédios, qualidade é baixa
• Sinais de TV por satélite precisam daquelas anteninhas conhecidas
• Comparação da região de trabalho de comunicação por satélite x fibra óptica:
• Satélite: geralmente opera nas bandas C e Ku com largura de banda por transponder de 36 MHz e 27 MHz, respectivamente
•
Exemplo:
• Comparação da região de trabalho de comunicação por satélite x fibra óptica:
• Fibra óptica: a largura de banda depende da grade usada, mas variam de 25 a 30 THz!
• O que você prefere em termos de largura de banda? • Nota:
• Há situações em que a comunicação por satélite é preferível!
• Difusão de dados para uma grande área de cobertura
• Comparação da região de trabalho de comunicação por satélite x fibra óptica:
• Fibra óptica: a largura de banda depende da grade usada, mas variam de 25 a 30 THz!
• O que você prefere em termos de largura de banda? • Nota:
• Há situações em que a comunicação por satélite é preferível!
• Difusão de dados para uma grande área de cobertura
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A atenuação do sinal também é dependente do meio, da
distância, da espessura...
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É uma importante variável para definir se um meio de
transmissão é adequado para cada tipo de rede
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Vamos comparar a atenuação em um cabo coaxial e na
• Perceba que a escala em dB/km e não dB/m!
• Como na 1ª janela a atenuação é um pouco maior, ela é mais
•
A transferência de dados por fibra óptica é feita por meio
da reflexão de pulsos luminosos na fibra
• A fibra possui uma interface núcleo-casca que possui índice de
refração diferente e possibilita a reflexão interna total!
(a) (b)
cuidados!
OPGW
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Ficaria muito caro implantar uma rede usando uma única
fibra óptica por enlace devido ao custo das obras
• Usam-se cabos que contém diversas fibras no mesmo duto!
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A fibra pode ser implantada por meio de cabos terrestres,
aéreos ou submarinos!
• Será passado em rodízio para cada aluno um exemplo de fibra óptica e um exemplo de cordão óptico
• Observem na fibra óptica a presença da interface núcleo + casca e da capa protetora (acrilato) atentem para a espessura e fragilidade
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Conhecendo uma fibra óptica real:
• As emendas em fibras ópticas são bem mais complicadas quando
comparamos com cabos metálicos tradicionais
• Métodos usados:
• Conectores: perdem até 20% da luz e são usados em situações de emergência pois são práticos
• Emendas mecânica: são mais precisas quando comparamos com o uso de conectores pois perdem em torno de 10% da luz
• Emendas por fusão: depois de realizado o procedimento a perda fica próxima a de uma fibra contínua (é como se não existisse emenda)
• Será mostrada uma máquina para emenda mecânica para
• Fusão auxiliada por computador
• O equipamento é caro e o processo é tecnicamente complexo
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Fazer o exercício abaixo em dupla e entregar ainda hoje!
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