Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada...
Transcript of Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada...
![Page 1: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/1.jpg)
Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Física
Redes para Automação IndustrialLuiz Affonso Henderson Guedes
![Page 2: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/2.jpg)
Camada FísicaTrata da geração de sinais físicos e sua propagação através do meio físico de transmissão.
Natureza de meio físico: sua constituição• Material
– Cabo coaxial– Fibra óptica– ...
• Impedância:– Características da atenuação do sinal
• Dimensões– Extensão
![Page 3: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/3.jpg)
Camada FísicaA forma como os hosts e IMPs são interconectados ao meio físico .
• Codificação do sinal.• Procedimento de multiplexação.• Parâmetros do sinal:
– Freqüência - duração de tempo de um bit– Nível do sinal - tensões, correntes, ...
Base teórica para comunicação de dados• Análise de Fourier.• Capacidade de transmissão do meio.• Teorema de Nyquist.
![Page 4: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/4.jpg)
Modos de Transmissão
Full Duplex e Half Duplex: Depende do HardwareSerial e Paralela Síncrona e AssíncronaRedes mais comum: half duplex e serial
Camada de Enlace
Camada Física
Meio Físico de TransmissãoVolts
100100110 Quadro - bits
![Page 5: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/5.jpg)
Multiplexação e Características dos Meios de Transmissão
MultiplexaçãoDomínio da Freqüência (FDM)Domínio do Tempo (TDM)
• Síncrona ou Assíncrona.
Características dos Meios de Transmissão
1/T1/T 2/T
Banda
f(Hz)
0dB-3dB
0dB-3dB
f(Hz)f1 f2
f(Hz) f(Hz)
S(f) S(f)ON/OFF Manchester
![Page 6: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/6.jpg)
Capacidade de Transmissão de um Canal
- Baud: a freqüência com que um sinal se propaga no meio de transmissão.
- Um canal de 1 Mbaud permite 106 variações do sinal por segundo.
- A relação entre baud e bits depende da forma de codificação do sinal:
![Page 7: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/7.jpg)
Capacidade de Transmissão de um Canal
Código ON/OFF um canal com capacidade de N bauds pode transmitir até N bits por segundo.Código Manchester um canal com capacidade de N bauds pode transmitir até N/2 bits por segundo.
![Page 8: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/8.jpg)
Capacidade de Transmissão de um Canal
Como um canal de N bauds de capacidade máximo pode transmitir mais que N bps?
Resp. : MODULAÇÃO
![Page 9: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/9.jpg)
Codificação e Modulação
Modulação Digital de SinaisVariar a amplitude, a freqüência, ou a fase de um sinal senoidal para representar determinado nível de um sinal digital.Exemplos:
• IEEE 802.3 (CSMA-CD)– Código Manchester (sem modulação): 0 e -2,05 volts
• IEEE 802.4 (Token-bus)– modulação FSK
Codificador1011010
![Page 10: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/10.jpg)
Capacidade de Transmissão de um Canal
- Via teorema de Nyquist, um canal livre de ruídos com largura de banda Btransmitindo um sinal com V diferentes níveis possui uma taxa de transmissão T(em bps) dada por:
• T ≤ 2 B log2 V
![Page 11: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/11.jpg)
Meios de TransmissãoPar Trançado:
- Constitui-se de dois fios enrolados de forma helicoidal.
Efeito pelicular: devido às componentes resistivas dos cabos.Sinais analógicos e digitais.Baixo custo e facilidade de instalação.Freqüência máxima de transmissão: comprimento e espessura do cabo.
- Longas distâncias (Km): 20 Kbps.- Pequenas distâncias (dezenas de m): 100 Mbps.
![Page 12: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/12.jpg)
Meios de Transmissão
Cabo Coaxial:Constituído de um condutor cilíndrico isolado envolto por uma malha de cobre uma capa plástica de proteção.Minimizar ruídos perdar em altas freqüências.Há basicamente dois padrões de cabos coaxiais: 75Ω e 50Ω.
![Page 13: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/13.jpg)
Meios de Transmissão50Ω são denominados de cabos banda básica: um freqüência de transmissão, ou duas se for utilizada modulação FSK.75Ω são denominados de cabos banda larga: permite a multiplexação por divisão de freqüência (FDM) de vários canais.
- Aplicações de TV a Cabo.
A atenuação do sinal no cabo coaxial depende: - do comprimento;- das características elétricas;- da freqüência do sinal e- do número de conectores existentes.
![Page 14: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/14.jpg)
Meios de TransmissãoFibra Ótica:
- Um sistema de transmissão ótico tem três componentes:- A fonte de luz
- Luz policromático de comprimento de onda centrado em 0.8 µm.
- Sinal produzido por LED ou por laser semicondutor.
- O meio de transmissão (fibra)O detetor fotodetectores, transforma sinais
ótico em sinais elétrico, photodiodos (tempo de resposta em torno de 1ηs 1Gbps
![Page 15: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/15.jpg)
Meios de TransmissãoPrincípio de funcionamentoTipos de fibras:
- Multimodo: Possui vários modos, devido ao fenômeno de espalhamento do sinal.
- Monomodo: devido a possuírem diâmetros de apenas alguns comprimentos de ondas, elas funcionam como guias de onda.
- Fibras monomodos são mais precisas que Fibras multimodos.
Fibras monomodos são mais caras que Fibras multimodos.
![Page 16: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/16.jpg)
Comparação entre Fibra e Cabo Metálico:• Banda de Transmissão;- Atenuação utilização de repetidores
- Fibra: 30Km- Cabo Metálico: 5Km
- Isolamento de ruídos;- Corrosão química, devido ao ar;- Peso;- Robustez;- Característica de instalação;- Comunicação unidirecional X bidirecional;- Sistema de interface dos sinais e
Benefícios de curto prazo e de longo prazo
![Page 17: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/17.jpg)
Meios de Transmissão- Transmissão Sem Fio (Wireless)
- Como interligar usuários móveis?
- Resp.: WirelessWireless e Fibra Ótica serão o futuro!!
Wireless X Fibra ÓticaInstalação geografiaBanda de transmissão
![Page 18: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/18.jpg)
Meios de Transmissão- Transmissão via Rádio
- Seguindo a curvatura da terra- Utilizando a ionoesfera
- Transmissão em Microondas- Comunicação por visada direta- Antenas Parabólicas e- Repetidores distantes até 50Km.- Absorção da água em aproximadamente 8GHz- Largamente utilizada em comunicação de longa
distância: telefonia celular e distribuição de TV.
![Page 19: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/19.jpg)
Meios de Transmissão
Transmissão Infravermelho e Ondas Milimétricas
Comunicação de curta distância: controle remoto
Transmissão de Luz- Sinalização por luz
Laser: tempo bom e distância curta (<500m).
![Page 20: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/20.jpg)
Meios de TransmissãoComunicação por satélites
- Altas taxa de transmissão;- Atraso de transmissão;- Sistema broadcast;- Transmissão FDM e- Custo- benefício:
- Geografia- Tipo de transmissão móvel, broadcast, etc.- Custo de instalação e manutenção.
Satélites de baixa orbitas (LEO)
![Page 21: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/21.jpg)
Meios de Transmissão
![Page 22: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/22.jpg)
Comunicação Local Assíncrona- Há apenas dois componentes: DTE e DCE.
DTE (Data Terminal Equipament): equipamento do usuário conectado à rede computador.DCE (Data Circuit-terminating Equipament) –equipamento que interconecta o DTE com a rede modemO padrão de interface X.21 (ITU), muito parecido com a RS-232, é o mais utilizado na interconexão de DTE com DCE em rede públicas de longa distância.
![Page 23: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/23.jpg)
C - controle
R - recepção
I - indicação
S - sinal
B – byte timing
Ga – retorno comum do DTE
G - terra
R - recepção
T - transporte
DTE DCE
![Page 24: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/24.jpg)
Comunicação Local AssíncronaPadrão RS-232
Start bit (zero lógico)Stop bit (1 lógico)
![Page 25: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/25.jpg)
Comunicação Local AssíncronaComunicação Assíncrona Full Duplex
![Page 26: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/26.jpg)
Limitações do Hardware RealA amostragem não pode ser instantânea.
Devido às distorções no sinal.• Função da distância e da freqüência.
![Page 27: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/27.jpg)
Comunicação de Longa Distância
PortadorasSinais SenoidaisMenor atenuação do que pulsos retangulares.
ModulaçãoEm amplitudeEm freqüênciaEm Fase
![Page 28: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/28.jpg)
![Page 29: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/29.jpg)
Modem- MOdulação e DEModulação
![Page 30: Capítulo 2: Introdução às Redes de Computadores – Camada Físicaaffonso/DCA0447/aulas/rai_cap2_part2.pdf · Redes mais comum: half duplex e serial Camada de Enlace Camada Física](https://reader033.fdocumentos.tips/reader033/viewer/2022060214/5f059a687e708231d413c7af/html5/thumbnails/30.jpg)
Modem- MOdulação e DEModulação