Teleinformática e Redes I. Meios de Transmissão Aula 05 Profa. Priscila Solís Barreto

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Inês Sales Benke
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1 Teleinformática e Redes I Meios de Transmissão Aula 05 Profa. Priscila Solís Barreto

2 Questões Fundamentais na Transmissão de Dados d metros Canal de comunicação Informação no limite da capacidade Resposta à amplitude e largura de banda Dependência na distância Suscetível ao ruído e interferência Taxas de erro e SNRs Velocidade de propagação do sina t = 0 t = d/c c = 3 x 10 8 m/s no vazio ν = c/ ε velocidade da luz no médio em que ε>1 é a constante dielétrica do meio ν = 2.3 x 10 8 m/sec no cobre; ν = 2.0 x 10 8 m/sec na fibra

erro e SNRs Velocidade de propagação do sina t = 0 t = d/c c = 3 x 10 8 m/s no vazio ν = c/ ε velocidade da luz

3 Sistemas de Comunicação e Espectro Eletromagnético Freqüência dos sinais de comunicação Telefone Analógico DSL Celular WiFi Freqüência (Hz) Fibra Óptica Power and telephone Broadcast radio Microwave radio Infrared light Visible light Ultraviolet light X-rays Gamma rays Comprimento de onda (metros)

10 20 10 22 10 24 Power and telephone Broadcast radio Microwave radio Infrared light Visible light

4 Meios guiados e não guiados Meios sem fio (não guiados) A energia do sinal se propaga no espaço, limitada direcionalmente Interferência e espectro Largura de banda limitada Infraestrutura simples: antenas e transmissores Sem conexão física entre usuário e rede Usuários podem se movimentar Meios cabeados A energia do sinal contida no meio O espectro pode ser utilizado (guiado o cabos), mais escalável Maior Largura de banda Infraestrutura complexa : dutos, condutores, etc.

conexão física entre usuário e rede Usuários podem se movimentar Meios cabeados A energia do sinal contida no meio O

5 Atenuação A atenuação varia no meio Dependência da distancia é um ponto central No meio cabeado existe dependência exponencial Potencia recebida em d metros é proporcional a 10 -kd Atenuação em db = k d, em que k é db/metro Os meios sem fio tem dependência logarítmica A Potencia recebida em d metros é proporcional a d -n A atenuação é em db = n log d, onde n é o expoente de perda ; n=2 no espaço aberto

= k d, em que k é db/metro Os meios sem fio tem dependência logarítmica A Potencia recebida em d

6 Meios de Transmissão

7 Interferência Interferência Eletromagnética (EMI) Campos magnéticos Interferência Radiofreqüência (RFI) transmissores de rádio relês e comutadores termostatos lâmpadas fluorescentes Técnica de blindagem - aumento do diâmetro x custo Técnica de cancelamento - campos opostos; trança

comutadores termostatos lâmpadas fluorescentes Técnica de blindagem -

8 Meios de transmissão Interferência

9 Características dos Meios Guiados

10 Par Trançado

11 Par Trançado Analógico Amplificadores a cada 5km ou 6km Digital Usado para sinais digitais ou analógicos Repetidores a cada 2km ou 3km Distância Limitada Largura de Banda Limitada (1MHz) Largura de Banda limitada (100MHz)-4pares Suscetível à interferência e ruído

ou 3km Distância Limitada Largura de Banda Limitada (1MHz)

12 Algumas Categorias de Par Trançado

13 Cabo de Pares Trançados UTP ( Unshielded Twisted Pair) STP ( Shielded Twisted Pair) impedância : 100 ou 150 Ohms bitola: 22 ou 24 AWG 2 ou 4 pares topologia de ligação: ponto a ponto distância máxima: 100m

14 Cabo de Pares Trançados

15 Cabo de Pares Trançados

16 Comparação Atenuação (db per 100 m) Crosstalk (db) Freq. (MHz) Cat. 3 UTP Cat. 5 UTP 150-ohm STP Cat. 3 UTP Cat. 5 UTP 150-ohm STP

6 2.0 1.1 41 62 58 4 5.6 4.1 2.2 32 53 58 16 13.1 8.2 4.

17 Categorias de Par Trançado Cat. 3 Classe C Cat. 5 Classe D Categoria 5E Cat. 6 Classe E Cat. 7 Classe F Largura de Banda 16 MHz 100 MHz 100 MHz 200 MHz 600 MHz Tipo de Cabo UTP UTP UTP UTP SSTP Custo do Enlace (Cat. 5 =1)

18 Cabo Coaxial

19 Aplicações do Cabo Coaxial

20 Cabo Coaxial Características Analógico Amplificadores a cada poucos km Mais perto para freqüências maiores Até 500MHz Digital Repetidores a cada 1 Km Mais perto para taxas maiores

21 Cabo Coaxial de Banda Larga

22 Cabo Coaxial de Banda Larga

23 Cabo 10Base2 conectores: tipo BNC (Bayonet Neil Concelman) nós por segmentos: 30 ótima blindagem à ruído cabo coaxial fino, Thin, CheaperNet impedância: 50 Ohms +- 1 Ohm diâmetro externo: 0,18 ou 4,7 mm distância máxima: 185m distância mínima entre nós: 50cm

24 Cabo 10Base5 cabo coaxial grosso, Thick, yellow cable impedância: 50 Ohms +- 2 Ohms diâmetro externo: 0,4 ou 9,8mm distância máxima: 500m distância mínima entre nós: 2,5m conectores: tipo N nós por segmento: 100 ótima blindagem à ruído

25 Cabo 10Base2 >0,5 m. 10 Mbps Cabo coaxial fino T de 50 Ohms Terminador (BNC 50 Ohms) Segmento: 185 m conexões máx. Conector BNC para cabo coaxial de 50 Ohms

26 Cabo 10Base5 10 Mbps Transceiver Cabo coaxial grosso 50 Ohms >2,5 m. Cabo AUI Sub-rede 1 Repetidor ou Bridge Repetidor ou Bridge Conector DB-15 Sub-rede 2

27 Atenuação Cabo Coaxial em relação à freqüência 35 Atenuação (db/km) /2.9 mm 1.2/4.4 mm 2.6/9.5 mm f (MHz)

28 Árvore de Distribuição de TV a Cabo Head end Amplificador unidirecional

29 Sistema Híbrido Fibra-Coaxial Head end Fibra Upstream Fibra Downstream Nó Fibra Nó Fibra Bidirectional Split-Band Amplifier Planta de Distribuição Coaxial

30 Downstream (a) Apenas coaxial 500 MHz 54 MHz (b) Alocação Fibra-Coaxial Upstream Downstream Proposed downstream 750 MHz 550 MHz 500 MHz 54 MHz 42 MHz 5 MHz

31 Fibra Óptica

32 Fibra Óptica pulsos de luz convertidos em sinais elétricos e vice-versa (half-duplex ou full-duplex) taxa de transmissão de 10Mbps a 1Gbps multimodo e monomodo compatível com especificação FOIRL-FB-FL-FX distância máxima: 1Km FOIRL 2Km FB e FL é imune a interferências eletromagnéticas e eletromecânicas

33 Fibra Óptica Conectores: SMA - Sub-Miniature Assembly ST - Straight Tip - desenvolvido pela AT&T SC - Style Connector MIC ou FSD - conector adotado pela ANSI para FDDI

34 Fibras Ópticas

35 Fibras Ópticas

36 Espectro eletromagnético

37 Sistema de comunicação óptico transmissor elétrico fonte de luz fibra óptica detector óptico receptor elétrico

38 Sistema de comunicação óptico Transmissor Interface elétrica: recebe a informação do usuário (vídeo, áudio ou dados) Modulador: converte a entrada do usuário em um sinal elétrico através do processado de modulação Emissor de luz: converte a saída elétrica do modulador em sinal de luz

39 Fontes de luz Para gerar o sinal luminoso que se propaga na fibra empregam-se: Diodos fotoemissores (LEDs: light-emitting diodes) LASER (light amplification by stimulated emission of radiation - amplificação da luz por emissão estimulada de radiação)

40 Luz Radiação eletromagnética, de comprimento de onda compreendido entre 400 nm e 700 nm, capaz de estimular o olho e produzir a sensação visual.

41 Comprimento de onda

42 Sistema de comunicação óptico Banda passante óptica = Sinal de TV : 6 MHz = Canal de Voz : 4 khz = 30 milhões de canais de TV 50 bilhões de canais de voz Modulador Modulador Sinal Entrada Sinal Saída

43 Fibra óptica Material da casca e do núcleo sílica (SiO 2 )

44 Fibra óptica

45 Fibra óptica Fibra não isolada

46 Fibra óptica Fibra isolada

47 Fibra óptica multimodo Característica luz se propaga em diferentes caminhos (modos) ao longo do núcleo da fibra Dimensões núcleo : 62,5 µm casca : 125 µm Fonte : Led Comprimento de onda : 850 e nm Aplicação : redes locais (LAN)

48 Fibra óptica monomodo Característica luz se propaga por um único caminho (modo) ao longo do núcleo Dimensões núcleo : 9 µm casca : 125 µm Fonte : laser Comprimento de onda : nm e nm Aplicações : telefonia e CATV

49 Optical Fiber Transmission Modes

50 Fibras ópticas Vantagens Grande capacidade de transportar informação, em distâncias muito maiores que os condutores Imunidade à interferências Não sofre corrosão por produtos químicos Não cria arcos elétricos Não são afetadas por condições atmosféricas Mais leve e ocupa menos espaço que os condutores de cobre Informação é segura

51 Fibra óptica Vantagens permite a transmissão de luz, onda com freqüência muito maior do que os sinais de RF altas freqüências permitem a transmissão de dados com taxas elevadas são muito mais baratas do que os cabos de cobre em capacidade, mas são mais caras por unidade de comprimento enquanto a maioria das redes usam fibra, a rede de acesso é através do cobre

52 Comparação fibra cabo coaxial Diâmetro Peso Perdas Fibra 2,5 mm 6 kg/km 5 db/km Cabo 28,4 mm kg/km 22,6 db/km em 100 MHz

53 Aplicações: Fibra óptica Sistemas de comunicações de longa distância na terra e no mar para carregar muitas chamadas telefônicas simultâneas Exemplo: cabos submarinos transoceânicos e redes backbone nacionais para transmissão de dados telefônicos e de computador

54 Utilização das Freqüências Wavelength (in vacuum) range (nm) Frequency range (THz) Band label Fiber type Application 820 to to 333 Multimode LAN 1280 to to 222 S Single mode Various 1528 to to 192 C Single mode WDM 1561 to to 192 L Single mode WDM

55 Cabo submarino - Lançamento

56 Supervisão e manutenção Missão básica: Fotografar e filmar o estado do cabo instalado Medir a profundidade em que o cabo está enterrado (Trilha do Cabo) Detectar e informar em tempo real qualquer falha no cabo

57 Cabos subterrâneos Aplicações

58 Frequency (Hz) AM radio FM radio & TV Cellular & PCS Wireless cable satellite & terrestrial microwave LF MF HF VHF UHF SHF EHF Wavelength (meters)

59 Satélites

60 Tipos de Órbita Classificação: Satélite GEO: órbita circular, estacionária em relação à Terra e de grande altitude Satélite MEO: órbita circular de altitude média e não estacionário em relação à Terra Satélite LEO: órbita circular de altitude baixa e não estacionário em relação à Terra Satélite HEO: órbita elíptica e não estacionário em relação à Terra 60

61 Up link Definições Básicas Feixe transmitido da Terra para o Satélite Down link Feixe transmitido do Satélite para a Terra 61

62 62

63 63

64 64

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