Introdução à Redes de Computadores

Transcrição

1 Introdução à Redes de Computadores 1 Agenda Camada 1 do modelo OSI (continuação) 2 1

2 Camada 1 do modelo OSI Continuação 3 Sinais Analógicos e Digitais Os sinais são uma voltagem elétrica, um padrão de luz ou uma onda eletromagnética modulada desejados. Tudo isso pode carregar dados de rede Um sinal analógico tem as seguintes características: é em forma de onda tem uma curva de voltagem x tempo continuamente variável é típico das coisas na natureza tem sido amplamente usado em telecomunicações há mais de 100 anos 4 2

3 Sinal Analógico 5 Sinais Analógicos e Digitais Um sinal digital tem as seguintes características: tem uma curva de voltagem x tempo aos pulos é típico de tecnologia, e não da natureza 6 3

4 Sinal Digital 7 Representação de bits em meio físico O componente básico de informações é o dígito binário 1, conhecido como bit ou pulso Um bit, em um meio elétrico, é o sinal elétrico que corresponde ao binário 0 ou ao binário 1 Isso pode ser tão simples quanto 0 volts para o binário 0 e +5 volts para o binário 1, ou uma codificação mais complexa 8 4

5 Representação de bits em meio físico Com sinais ópticos, o binário 0 seria codificado como intensidade baixa, ou sem luz (escuridão). O binário 1 seria codificado como uma intensidade de luz mais alta (brilho), ou outros padrões mais complexos Com sinais sem fio, o binário 0 seria uma curta seqüência de ondas; o binário 1 seria uma seqüência mais longa de ondas, ou outro padrão mais complexo 9 Propagação Propagação significa trafegar Quando uma placa de rede coloca um pulso de voltagem ou de luz em um meio físico, esse pulso quadrado composto de ondas trafega ao longo do meio (propaga-se) Propagação significa que uma quantidade de energia, representando 1 bit, trafega de um lugar a outro 10 5

6 Atenuação Atenuação é a perda de força do sinal, por exemplo, quando os cabos excedem a extensão máxima Isso significa que um sinal com voltagem de 1 bit perde amplitude à medida que a energia passa do sinal para o cabo Esse problema pode ser resolvido através dos meios de rede escolhidos e escolhendo estruturas projetadas para ter pouca atenuação (repetidor) 11 Reflexão A reflexão ocorre em sinais elétricos. Quando os pulsos de voltagem, ou bits, atingem uma descontinuidade, alguma energia pode ser refletida Se não for controlada com cuidado, essa energia pode interferir em bits posteriores A reflexão também ocorre com sinais ópticos 12 6

7 Ruído O ruído define-se por adições não desejadas a sinais eletromagnéticos, ópticos e de voltagem Nenhum sinal elétrico é livre de ruído, entretanto, é importante manter a razão sinal-ruído (S/R) o mais alta possível Cada bit recebe sinais adicionais indesejáveis de várias origens Ruídos em demasia podem corromper um bit, transformando um binário 1 em binário 0, ou 0 em 1, destruindo a mensagem 13 Ruído NEXT-A e NEXT-B: Quando o ruído elétrico no cabo é originado de sinais em outros fios do cabo, isso é conhecido como diafonia. NEXT significa diafonia próxima Ruído Térmico: devido ao movimento aleatório dos elétrons, é inevitável, mas é, em geral, relativamente pequeno comparado aos nossos sinais EMI/FMI: interferência eletromagnética e interferência de freqüência de rádio 14 7

8 Dispersão, Jitter e Latência Dispersão: é quando o sinal aumenta em tempo. É causada pelo tipo de meios envolvidos Jitter: Isso significa que os bits chegarão um pouco mais cedo ou mais tarde que o esperado, devido à falta de sincronização Latência: também conhecida como atraso 15 Codificação Codificação significa converter os dados binários em uma forma que possa trafegar em um link de comunicações físico Codificação significa converter 1s e 0s em algo real ou físico, como: sum pulso elétrico em um fio um pulso de luz em uma fibra ótica um pulso de ondas eletromagnéticas no espaço 16 8

9 Codificação NRZ A codificação NRZ (sem retorno ao 0) é a mais simples Caracteriza-se por um sinal alto e um sinal baixo (quase sempre +5 ou +3,3 V para o binário 1 e 0 V para o binário 0) Nas fibras ópticas, o binário 1 poderia ser um LED brilhante ou um laser e o binário 0, escuro ou sem luz Em redes sem fio, o binário 1 pode significar a presença da onda portadora e o binário 0, a ausência de portadora 17 Codificação Manchester Codificação Manchester é mais complexa, mas é mais imune a ruído e melhor para se manter sincronizada Na codificação Manchester, a voltagem no fio de cobre, o brilho do LED ou do laser na fibra óptica ou a energia da onda EM em redes sem fio codificam os bits como transições Observe que a codificação Manchester resulta no 0 sendo codificado como transição baixa para alta e 1 sendo codificado como transição alta para baixa 18 9

10 Esquemas de Codificação Binária 19 Referências Tanenbaum, A. Redes de Computadores, Campus Revista Info: CISCO Systems :