Aula 3: Sinais analógicos e Digitais

(1)

Aula 3: Sinais analógicos e Digitais

(2)

Comunicação

– Uma necessidade humana;

– Vencendo barreiras geográficas;

– Qual objetivo?

O que é Comunicação

O Processo da Comunicação

AULA 3: Sinais Analógicos e digitais

(3)

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

(4)

• 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.

O Processo da Comunicação

A comunicação será realizada quando a mensagem designada for recebida e confirmada.

(5)

• 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.

O Processo da Comunicação

Qualidade da Comunicação

(6)

• 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.

Redes de computadores

(7)

http://www.fja.edu.br/

• Compartilhamento de recursos;

• Alta confiabilidade;

• Alta disponibilidade;

• Tolerância a falhas;

• Economia;

• Trabalho em equipe.

Redes de computadores – Justificada

(8)

• 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.

Transmissão de dados

Direção de Transmissão

• Simplex

(9)

Direção de Transmissão

• Full Duplex Transmissor

E Receptor

Transmissor E Receptor

Ex.: Comunicação entre dois hosts através do Switch.

Transmissão de dados

(10)

❑

Difusão ponto a ponto (Unicast) Tipos de Transmissão de dados

•

Uma cópia dos dados é enviada para cada computador que solicita.

(11)

Tipos de Transmissão de dados

❑

Difusão (Broadcast)

•

Uma cópia dos dados é enviada para todos os computadores da rede.

(12)

Tipos de Transmissão de dados

❑

Difusão Seletiva (Multicast)

•

Uma cópia dos dados é enviada somente para os computadores que solicitam.

(13)

•

Sinais analógicos;

•

Sinais digitais.

NÃO AUTORIZO O USO DE QUALQUER EQUIPAMENTO DE ÁUDIO E VÍDEO!

Diferença entre sinal analógico e sinal digital

(14)

http://www.fja.edu.br/

Diferença entre sinal analógico e sinal digital

• 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

(15)

http://www.fja.edu.br/

Diferença entre sinal analógico e sinal digital

• 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

(16)

http://www.fja.edu.br/

Matemática das Redes

• 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.

(17)

http://www.fja.edu.br/

Matemática das Redes

• 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

(18)

http://www.fja.edu.br/

Matemática das Redes

• 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.

(19)

Fonte: ( Cisco Systems ,2009)

Matemática das Redes

(20)

Matemática das Redes

(21)

Converta de número base 10 para número binário de 8 bits:

112 = 01110000 252 = 11111100 148 = 10010100 150 = 10010110 50 = 00110010 30 = 00011110 Matemática das Redes

(22)

http://www.fja.edu.br/

Largura de Banda

• Analógica

– Faixa de frequência suportada por um meio medida em hertz.

• Digital

– Capacidade de transporte de informações suportada por um meio medida em bps.

(23)

http://www.fja.edu.br/

Atenuação

• 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.

(24)

• “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.”

Latência da Rede

(25)

• 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.

Latência da Rede

(26)

• 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.

Temporização Ethernet tempo de bit

(27)

• 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.

Temporização Ethernet tempo de bit

(28)

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.

Largura de Banda

(29)

Comparação de Redes

(30)

Largura de Banda máxima e Limitações de Comprimento

(31)

Largura de Banda máxima e Limitações de Comprimento

(32)

Largura de Banda Máxima – Meios sem fio

(33)

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, ... 100 Mbps

ISDN 128 Kbps (dois canais)

T1 1,544 Mbps

E1 2,048 Mbps

T3 44,736 Mbps

E3 34,368 Mbps

Serviços e Largura de Banda WAN

(34)

❑ 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.

O Throughput

(35)

Unidades de Largura de Banda

(36)

1. Compreender as motivações e imposições para conversão digital/analógica de sinais;

2. Diferenciar taxa de transmissão e taxa de modulação;

3. Identificar os esquemas básicos de modulação digital/analógico;

4. Compreender como esquemas básicos de modulação são combinados para obtenção de maiores taxas de transmissão.