Redes de Computadores I

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1 Redes de Compuadores I - Ruido, Teorema da Amosragem e Capacidade Máxima de um Canal por Helcio Wagner da Silva. p.1/23

2 Rerospeciva Sinais perdem sua energia ao longo de seu percurso. Dá-se o nome de aenuação a essa perda. A aenuação se dá de maneira diferenciada para cada componene de freqüência do sinal. O resulado disso é a disorção do sinal.. p.2/23

3 Ruído Sinais indesejáveis que disorcem o sinal ransmiido (a) sinal original (b) ruido +3, bis inveridos (c) sinal + ruido. p.3/23

4 Relação Sinal-Ruído Usada para caracerizar a quanidade de ruído presene em um canal. SNR db = 10. log 10 S N Exemplo: na ransmissão de um sinal de 10 mw há um ruído de poência igual a 1 mw. SNR db SNR db S = 10. log 10 N = 10. log 10 mw 10 1 mw = 10. log = 10.1 SNR db = 10 db. p.4/23

5 Alguns Tipos de Ruído Ruído Térmico Ruído de Inermodulação Crossalk Ruído Impulsivo. p.5/23

6 Ruído Térmico Provocado pela agiação dos elérons nos conduores. Possui valor proporcional à emperaura. Disribuir-se uniformemene em odas as freqüências do especro. Pela caracerísica anerior, é ambém chamado de ruído branco.. p.6/23

7 Ruído de Inermodulação Ocorre quando sinais são perubados por sinais que seriam ransmiidos originalmene numa oura faixa de freqüências. Ruído de Inermodulação f A f B f f C (a) funcionameno normal f A f B f f C (b) funcionameno anormal. p.7/23

8 Crossalk Provocado por uma inerferência indesejável enre conduores próximos, que induzem sinais enre si. Razão da exisência dos pares rançados.. p.8/23

9 Ruído Impulsivo Caracerizado por pulsos irregulares e de grande ampliude. Provocado por fones exernas ais como máquinas de soldagem elérica e descargas amosféricas. Levando-se em consideração suas fones, é de difícil previsão.. p.9/23

10 Comunicações por Voz pela Inerne Procedimeno composo por duas pares: Amosragem Obenção de amosras do sinal em inervalos de empo periódicos. Quanização Aribuição, a cada uma das amosras obidas, de um denre vários níveis pré-definidos. Conhecido como digialização da voz.. p.10/23

11 Digialização da Voz 5,9 6,8 6,1 7,0 4,8 5,0 2,8 3,4 2,7 2,8 (a) amosragem do sinal (b) quanização do sinal durane a quanização, ocorre uma espécie de arredondameno nos valores das amosras coleadas para que a cada amosra corresponda um nível.. p.11/23

12 Recepção do Sinal Há inegável perda de fidelidade 5,0 7,0 (a) quanização do sinal (b) recepção do sinal Para aumenar a fidelidade, há duas possibilidades: Aumenar o número de bis em cada amosra. Aumenar a axa de amosragem.. p.12/23

13 Aumeno do Número de Bis em Cada Amosra 4,8 5,9 6,8 6,1 5,0 7,0 2,8 3,4 2,7 2,8 1, = 6, = 1010 = 5, = 5, = 4, = 4, = 3, = 0101 = 2, = 2, = 1, = 1, = 0,5 0,0 2,8 4,8 (a) amosragem do sinal 6,8 6,1 5,9 3,4 (c) amosragem do sinal 2,7 2,8 1, = 6, = 1010 = 5, = 5, = 4, = 4, = 3, = 0101 = 2, = 2, = 1, = 1, = 0,5 0,0 (b) quanização do sinal usando 3 bis 5,0 7,0 3,5 2,5 (d) quanização do sinal usando 4 bis. p.13/23

14 Efeio do Aumeno do Número de Bis em Cada Amosra (a) recepção do sinal amosrado a 3 bis/amosra 1, = 6, = 1010 = 5, = 5, = 4, = 4, = 3, = 0101 = 2, = 2, = 1, = 1, = 0,5 0,0 (b) recepção do sinal amosrado a 4 bis/amosra. p.14/23

15 Aumeno do Número de Bis por Amosra : O Ouro Lado Cenário: sinal amosrado a amosras/s, cada amosra possuindo rês bis. T = amosras s 3 bis. amosra = bis s = 24 Kbps Hipóese: sinal amosrado a amosras/s, cada amosra possuindo quaro bis. T = amosras s 4 bis. amosra = bis s = 32 Kbps. p.15/23

16 Aumeno da Taxa de Amosragem 5,9 6,8 6,1 7,0 4,8 5,0 2,8 3,4 2,7 2,8 (a) amosragem do sinal (b) quanização do sinal 6,8 6,8 7,0 7,0 5,9 6,1 6,1 4,8 5,0 4,2 2,8 4,2 3,4 2,8 2,7 2,2 2,8 4,0 5,0 5,0 4,0 2,0 (c) amosragem do sinal a uma axa maior (d) quanização do sinal. p.16/23

17 Efeio do Aumeno da Taxa de amosragem (a) recepção do sinal original (b) recepção do sinal amosrado a uma axa maior. p.17/23

18 Aumeno da Taxa de Amosragem - O Ouro Lado Cenário: sinal amosrado a amosras/s, cada amosra possuindo oio bis. T = amosras s 8 bis. amosra = bis s = 64 Kbps Hipóese: sinal amosrado a amosras/s, cada amosra possuindo oio bis. T = amosras s 8 bis. amosra = bis s = 72 Kbps. p.18/23

19 Teorema da Amosragem Também conhecido como Teorema de Nyquis. Diz que, para ransmiir um sinal aravés de um canal de largura de banda igual a W Hz, ele precisa ser amosrado a uma axa de 2W amosras por segundo. Exemplo: W = 4 KHz (canal elefônico) axa de amosragem = amosras por segundo. Amosrar a uma axa maior que aquela é inúil - os componenes de ala freqüência do sinal amosrado serão filrados pelo canal.. p.19/23

20 Taxa de Transmissão Máxima em um Canal Pode ser definida usando: Equação de Nyquis Leva em consideração o número de níveis uilizados. Supõe um canal imune a ruidos. Equação de Shannon Independe do número de níveis uilizados. Considera a presença de ruído (érmico).. p.20/23

21 Equação de Nyquis C = 2W. log 2 L bps Exemplo: canal com largura de banda igual a 4 KHz ransmiindo sinais binários. C = 2W. log 2 L C = log 2 2 C = C = bps. p.21/23

22 Equação de Shannon C = W. log 2 ( 1 + S N ) bps Exemplo: canal de largura de banda igual a 4 KHz e cuja SNR db seja igual a 30 db. C = W. log 2 ( 1 + S N ) C = log 2 ( ) C = log 2 (1.001) C bps. p.22/23

23 Conclusão Tano a Equação de Nyquis C = 2W. log 2 L bps quano a Equação de Shannon C = W. log 2 ( 1 + S N ) bps permiem inferir que, quano maior a largura de banda (W ) de um canal, maior é a sua capacidade (C). Logo, banda larga alas axas de ransmissão.. p.23/23

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