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Comunicação de Dados Aula 2 Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Conteúdo Programático desta aula Compreender como a camada física interage com os meios de transmissão e assegura a conectividade entre componentes da rede. Diferenciar os meios físicos de transmissão usados na comunicação de dados. Caracterizar as limitações e melhores indicações de uso para cada tipo de meio físico. Diferenciar a representação de dados analógica e digital. Compreender a representação de sinais analógicos e digitais. Associar os efeitos de um meio de transmissão imperfeito à ocorrência de erros. Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Introdução A camada física assegura conectividade entre os componentes da rede. As tarefas da camada envolvem alguma complexidade, especialmente quando se trata de oferecer à camada de enlace o serviço de encaminhar cadeias de 0s e 1s. As cadeias binárias devem ser convertidas em uma forma de energia (sinais elétricos, sinais ópticos, ondas eletromagnéticas) e enviadas através dos meios físicos. Deste modo, por exemplo, pode-se transmitir um 1 binário aplicando: 1 = +V volts e 0 = -V volts. Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Meios Físicos Guiados – cabos metálicos ou fibras óticas Não guiados – sem fio Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Parâmetros para seleção do meio físico Tipo de rede Custo Distância Segurança Taxa de erro Vazão (Throughput) Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Parâmetros para seleção do meio físico Tipo de rede Custo Distância Segurança Taxa de erro Vazão (Throughput) Na seleção do meio físico temos um tipo ideal de meio de transmissão. Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Parâmetros para seleção do meio físico Tipo de rede Custo Distância Segurança Taxa de erro Vazão (Throughput) É um fator fundamental na seleção do meio, pois, na prática, custo e qualidade são proporcionais Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Parâmetros para seleção do meio físico Tipo de rede Custo Distância Segurança Taxa de erro Vazão (Throughput) As distâncias vão impor o uso de algum meio de transmissão cujo alcance possa atender as necessidades Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Parâmetros para seleção do meio físico Tipo de rede Custo Distância Segurança Taxa de erro Vazão (Throughput) Este é um dos fatores mais importantes na seleção do meio e da topologia empregada. O termo segurança abrange: Limitação de acesso por pessoas não autorizadas e Segurança das aplicações e serviços. Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Parâmetros para seleção do meio físico Tipo de rede Custo Distância Segurança Taxa de erro Vazão (Throughput) As taxas de erro intrínsecas de cada tipo de canal podem impedir que determinadas aplicações funcionem de forma adequada Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Parâmetros para seleção do meio físico Tipo de rede Custo Distância Segurança Taxa de erro Vazão (Throughput) A vazão expressa a quantidade de dados que pode fluir num canal num certo intervalo de tempo. É expresso em bits por segundo, bps, e seus múltiplos, kbps, mbps Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Principais meios guiados Par Trançado Coaxial Fibra Ótica Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Cabo de Par Trançado Composto de 4 pares de cobre trançados, é, atualmente, o meio mais empregado em LANs, pela elevada relação custo-benefício. Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Categorias de Cabo de Par Trançado As categorias dos cabos de par trançado são estabelecidas pela TIA (Telecommunications Industry Association) e se referem à qualidade oferecida por cada tipo. Dentro das categorias temos ainda as classificações dadas pela proteção de um cabo: UTP – Não blindado STP - Blindado Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Categorias de Cabo de Par Trançado Categoria 1 e 2 – cabos em desuso, foram usados em redes com vazão de 4 mbps e telefonia de voz Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Categorias de Cabo de Par Trançado Categoria 3 – suporta até 16 MHz de banda, o que pode oferecer uma vazão de 10 mbps. Mínimo para o padrão 10 Base T Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Categorias de Cabo de Par Trançado Categoria 4 – suporta até 20 MHz o que proporciona uma vazão de 16 mbps. Não é mais fabricado, enquanto o cat 3 ainda é usado em redes de telefonia. Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Categorias de Cabo de Par Trançado Categoria 5 – são o padrão mínimo para os padrões 100 Base Tx e 1000 Base T (Gigabit Ethernet). Foram substituídos pelo padrão Cat 5e pois suportam frequências de até 100 MHz e possuem redução das interferências mútuas entre pares. Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Categorias de Cabo de Par Trançado Categoria 6 – Foram criados para conexões gigabit (1000 mbps) mas não tiveram grande aceitação pois podemos usar o cat 5e nesta vazão. Pode ser usado em conexões de 10 Gbps mas a uma distância de até 55 m. Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Categorias de Cabo de Par Trançado Categoria 6a – inclui espaçadores entre os pares para permitir uma frequência de 625 MHZ e pode permitir a conexão de 10 Gbps a até 100 m Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Categorias de Cabo de Par Trançado Categoria 7 – Ainda não homologada,deve proporcionar conexões a 100 Gbps Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Conectores de Cabo de Par Trançado São chamados RJ 45. Podem sem: Simples ou Blindados Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Blindagens de Cabo de Par Trançado Podem sem: UTP – Unshielded Twisted Pair – Sem Blindagem STP – Shielded – Blindados Tipos de Blindagem Cabos Foiled TP – FTP Cabos STP Cabos SSTP – Screened Shielded Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Cabo Coaxial O cabo coaxial, se comparado ao par trançado, suporta o transporte de sinais em faixas de frequências mais altas Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Fibras Óticas Invólucro de PVC, Teflon e Kevlar para reforçar a estrutura do cabo. Pode usar a transmissão nos formatos: monomodo ou multimodo Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Principais meios não guiados Transmitem ondas eletromagnéticas. Tipos: Rádio Micro-ondas Infravermelho Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Ondas de Rádio Geralmente transmitida entre 3 kHz e 1 GHz, são omnidirecionais As antenas de transmissão e recepção não necessitam estar alinhadas Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Micro-ondas A transmissão de micro-ondas, entre 1 e 300 GHz, é uni direcional As antenas de transmissão e recepção necessitam de alinhamento Interferências wi-fi Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Ondas Infravermelhas Na transmissão de Ondas Infravermelhas o alcance é muito reduzido. Como sua frequência é muito alta as taxas de erro são muito elevadas e mais sujeitas a interferências Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Sinais Sistemas computacionais: 1s e 0s representam dados binários. É tarefa da camada física, converter cadeias de 1s e 0s em sinais eletromagnéticos. Dados e Sinais podem ser analógicos ou digitais. Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Sinais analógicos e digitais Sinais analógicos podem assumir uma quantidade infinita de valores Sinais digitais assumem valores em quantidade limitada Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos Tempo Valor Tempo Valor COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Sinais Analógicos O sinal analógico caracteriza-se por ter vários níveis de tensão em um determinado período de tempo (número infinito de valores distribuídos numa faixa). Consiste na variação de uma voltagem em relação ao tempo para representar um fluxo de informação. Exemplos de sinal analógico Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Tipos de sinal analógico Os sinais analógicos podem ser classificados em: • Simples (uma onda senoidal); • Composto (soma discreta de múltiplas ondas senoidais). Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Características de uma onda senoidal Amplitude Representa a magnitude de uma onda É proporcional à potência de saída O alcance da onda é proporcional à amplitude inicial Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Características de uma onda senoidal Frequência Número de períodos num intervalo de tempo Medido em Hertz (Hz) = 1 ciclo/1 segundo Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Características de uma onda senoidal Fase Refere-se a posição da onda em relação ao zero A posição da fase é expressa em graus (1 ciclo corresponde a 360º). Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Características de uma onda senoidal Período É o tempo necessário para a onda completar um ciclo. É o inverso da frequência P = 1 / f Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Características de uma onda senoidal Largura de Banda Faixa de frequências suportadas por um meio. É igual à diferença entre a menor e a maior frequência. Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Sinais digitais No sinal digital : nível 1 equivale a uma tensão positiva e o nível zero equivale ao referencial zero volt Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Sinais digitais No sinal digital o nível 1 equivale a uma tensão positiva e o nível zero equivale ao referencial zero volt Possui largura de banda infinita Por este fator em sinais digitais a largura de banda é expressa em bps Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Limites para taxa de transmissão de dados É o limite máximo teórico de dados num determinado meio Depende de 3 fatores Largura de Banda disponível Níveis de sinais que podemos utilizar Qualidade do canal (nível de ruído) Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Transmissão com perdas Os sinais trafegam por meios de transmissão imperfeitos. Essas linhas de transmissão enfrentam três problemas: atenuação, distorção e ruído. Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Atenuação Atenuação significa perda de energia do sinal, ela acontece quando um sinal trafega por um meio físico. Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Distorção A distorção ocorre em um sinal composto, significa que houve uma mudança em sua forma ou formato Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Ruídos Diversos tipos de ruídos podem causar danos a um sinal. Alguns deles são: ruído térmico, ruído induzido, linha cruzada, dentre outros. Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos COMUNICAÇÃO DE DADOS CONECTIVIDADE EM NÍVEL FÍSICO: MEIOS FÍSICOS E SINAIS ELETROMAGNÉTICOS – AULA2 - * Resumo da Aula Nesta aula, você: Identificou como a camada física interage com os meios de transmissão e assegura a conectividade entre componentes da rede. Diferenciou os meios físicos de transmissão usados na comunicação de dados. Caracterizou as limitações e melhores indicações de uso para cada tipo de meio físico. Diferenciou a representação de dados analógica e digital. Discutiu a representação de sinais analógicos e digitais. Associou os efeitos de um meio de transmissão imperfeito à ocorrência de erros. Conectividade em nível físico: meios físicos e sinais eletromagnéticos
