Agenda Camada Física

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1 Ifraestrutura de Redes de Computadores Turma : TMS M Camada Física Parte I Prof. Thiago Dutra <thiago.dutra@ifr.edu.br> Ageda Camada Física Itrodução Técicas de Trasmissão de Dados Meios de Trasmissão Dispositivos Cabeameto Estruturado 2 1

2 Ageda Parte I Itrodução Visão Geral Fuções Técicas de Trasmissão de Dados Siais Perdas Bada Passate e Largura de Bada Codificação de Liha Coversão Digital-Aalógica Multiplexação 3 Visão Geral Pilha TCP/IP 5. Aplicação 4. Trasporte 3. Rede 2. Elace 1. Física 4 2

3 Visão Geral A camada física coordea as fuções ecessárias para trasportar um fluxo de bits através de um meio físico 5 Fuções Características físicas das iterfaces e do meio de trasmissão: defie características físicas (mecâicas e elétricas) da iterface etre o dispositivo que trasmite e os meios da trasmissão. Também defie que tipo de meio deve ser usado (par traçado, fibra óptica, etc.), piagem dos coectores, Represetação de bits: os dados a camada física são formados por um fluxo de bits (sequecia de 0s ou 1s) sem ehuma iterpretação. Para serem trasmitidos, os bits devem ser codificados em siais (elétricos ou ópticos). A camada física defie o tipo de codificação (como os 0s e 1s são covertidos em siais); 6 3

4 Fuções Taxa de dados: correspode ao úmero de bits eviados a cada segudo, isto é, defie o tempo de duração de um bit o meio; Sicroização de bits: os relógios (clocks) do trasmissor e do receptor devem estar sicroizados; Cofiguração da liha: poto-a-poto (lik dedicado etre dois dispositivos), multipoto (lik compartilhados etre vários dispositivos); Topologia física: como os dispositivos estão coectados de modo a formar uma rede; Modo de trasmissão: simplex, half-duplex ou full-duplex. 7 Siais Uma das pricipais fuções da camada física é coverter dados em siais e trasmiti-los através de um meio de trasmissão Existem dois tipos de siais: Aalógico: possuem um úmero ifiito de valores distribuídos uma faixa (cotíuos) Digital: possuem apeas um úmero limitado de valores (discretos) 8 4

5 Siais Tato os siais aalógicos quato os digitais podem se apresetar as seguites formas Periódica: completa um padrão detro de um itervalo de tempo mesurável e repete esse padrão os itervalos seguites Não periódico: evolui o tempo sem exibir um padrão Em comuicação de dados geralmete são utilizados siais aalógicos periódicos e siais digitais ão periódicos 9 Perdas Os siais trafegam por meios de trasmissão que ão são perfeitos. A imperfeição provoca perda de sial Nehum meio físico é capaz de trasmitir um sial sem que haja perda Isso sigifica que o sial o iício do meio de trasmissão ão é o mesmo o seu fial, ou seja, o que é eviado ão é aquilo que é recebido. Normalmete as perdas em uma trasmissão são causadas por: Ateuação, Distorção e/ou Ruído. 10 5

6 Perdas Ateuação Ateuação sigifica perda de eergia Quado um sial trafega por um meio de trasmissão, ele perde parte da sua eergia para superar a resistêcia do meio Para compesar essa perda, amplificadores podem ser utilizados para restauração do sial 11 Perdas Distorção Distorção sigifica que o sial muda sua forma ou formato Pode ocorrer tato a propagação quato a amplificação A distorção ocorre em geral em siais compostos (diferetes compoetes de frequêcia), pois cada compoete (com velocidade de propagação diferete) atrasa de modo diferete 12 6

7 Perdas Ruído Um ruído correspode a iterferêcia de um sial por um outro(s) sial(is) de forma iesperada Podem ser provocado pelo movimeto aleatório de elétros os codutores (ruído térmico), pelo acioameto de motores e outros aparelhos eletrôicos (ruído iduzido), pelo efeito que a correte um codutor provoca em outro fio (Crosstalk) e ruídos gerados o meio proveiete de redes elétricas, de ilumiação e outras fotes (ruído impulsivo) 13 Bada Passate e Largura de Bada A bada passate de um sial é o itervalo de frequêcias que o compõem A largura de bada do sial é a difereça etre a maior e a meor frequêcia que compõem o sial Exemplo: dois siais, A e B, com largura de bada 3 khz, mas badas passates diferetes, A (1 khz a 4 khz) e B (40 khz a 43 khz) A bada passate de um meio físico é a faixa de frequêcias que permaecem praticamete preservadas pelo meio Um sial pode ser trasmitido satisfatoriamete por um meio físico caso a largura de bada do sial seja meor que a largura de bada do meio Cada meio físico padroizado tem um valor de bada passate predetermiado, sedo essa uma de suas características pricipais 14 7

8 Codificação de Liha x Coversão Digital-Aalógica A trasmissão dos dados digitais gerados os dispositivos de rede podem percorrer elaces digitais ou aalógicos Dados Digitais -> Elace Digital Codificação de Liha Dados Digitais -> Elace Aalógico Coversão Digital-Aalógica 15 Codificação de Liha A codificação de liha é o processo de coverter dados biários (sequêcia de bits) em siais digitais Basicamete, é a forma como os 0s e 1s serão escritos o meio físico 16 8

9 Codificação de Liha Existem diversos métodos de codificação de liha, os quais são divididos em cico grades categorias: 17 Coversão Digital-Aalógica Coversão digital-aalógica é o processo de mudar as características de um sial aalógico baseado as iformações de dados digitais 18 9

10 Coversão Digital-Aalógica Em uma trasmissão aalógica o dispositivo trasmissor produz um sial de alta frequêcia (chamado de portadora) que fucioa como suporte para o sial cotedo as iformações a serem trasmitidas (sial modulador) A iformação digital modulada modifica uma ou mais características (amplitude, frequêcia ou fase) da portadora O dispositivo receptor é sitoizado a frequêcia da portadora que ele espera receber a trasmissão 19 Coversão Digital-Aalógica Modem (Modulador/Demodulador) é um dispositivo que recebe um fluxo de bits e produz uma portadora modulada, utilizado alguma técica de modulação. Além disso, o modem recupera os dados biários a partir de um sial modulado Os pricipais mecaismos de modulação digital-aalógico são: QAM (Quadrature Amplitude Modulatio) ASK (Amplitude Shift Keyig) FSK (Frequecy Shift Keyig) PSK (Phase Shift Keyig) 20 10

11 Multiplexação Multiplexação é um cojuto de técicas que permitem a trasmissão simultâea de múltiplos siais através de um úico elace de dados Se a largura de bada de um lik for maior que a largura de bada ecessária aos dispositivos coectados a ela, essa bada está sedo desperdiçada 21 Multiplexação São técicas de multiplexação FDM Frequecy Divisio Multiplexig Multiplexação por divisão de frequêcia WDM Wave Divisio Multiplexig Multiplexação por divisão do comprimeto de oda TDM Time Divisio Multiplexig Multiplexação por divisão do tempo 22 11

12 FDM Na FDM, os siais gerados em cada dispositivo trasmissor são modulados em portadoras de frequêcias diferetes Em seguida, estes siais são combiados em um úico sial composto para serem trasportado através do elace. As frequêcias portadoras são separadas de forma a preveir a iterferêcia etre os siais O receptor utiliza filtros e o demultiplexador para obter o sial origial 23 WDM A WDM foi desevolvida para suportar trasmissões de dados em velocidades altíssimas através de cabos de fibra óptica No lado do trasmissor são combiadas múltiplas fotes lumiosas (diferetes comprimetos de oda) em um úico sial de luz. No lado do receptor as fotes são separadas. O modo mais simples de covergir siais lumiosos e separá-los de volta é utilizado prismas 24 12

13 TDM TDM é um processo de multiplexação ode toda a bada é etregue a um caal um determiado itervalo de tempo Cada coexão ocupa o elace durate uma porção do tempo O fluxo de dados de cada coexão é dividido em uidades e o lik combia uidades de cada coexão para motar um frame (quadro) Um frame cosiste de um agrupameto de slot time 25 Referêcias FOROUZAN, B. A. - Comuicação de Dados e Redes de Computadores 3a Ed., Porto Alegre: Bookma, FOROUZAN, B. A. - Comuicação de Dados e Redes de Computadores 4a Ed., São Paulo: McGraw-Hill,

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