UFSM-CTISM. Comunicação de Dados Meios de Transmissão Aula-03

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Therezinha Conceição Gorjão
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1 UFSM-CTISM Comunicação de Dados Meios de Transmissão Aula-03 Professor: Andrei Piccinini Legg Santa Maria, 2012

2 Par trançado Cabo coaxial Fibra óptica Meios Não-guiados Transmissão por rádio Microondas Infravermelho Transmissão por satélites

3 Par trançado Cabo coaxial Fibra óptica Meios Não-guiados Transmissão por rádio Microondas Infravermelho Transmissão por satélites

4 Par trançado Cabo coaxial Fibra óptica Meios Não-guiados Transmissão por rádio Microondas Infravermelho Transmissão por satélites

6 Par Trançado Dois fios de cobre enrolados helicoidalmente Para não irradiar o sinal a ser transmitido. Até 1998, era comum a existência de pares trançados de categoria 3; Logo após, porém, surgiram os pares trançados de categoria 5.

Até 1998, era comum a existência de pares trançados de

7 Par Trançado Dois fios de cobre enrolados helicoidalmente Para não irradiar o sinal a ser transmitido. Até 1998, era comum a existência de pares trançados de categoria 3; Logo após, porém, surgiram os pares trançados de categoria 5.

8 Tabela de categorias de pares trançados Categorias de pares trançados: Categoria Largura de Banda Aplicação típica Cat1 < 1 MHz Telefonia Cat2 1 MHz Telefonia Cat3 16 MHz Telefonia, 10BaseT, TokenRing(4 Mbps) Cat4 20 MHz 10BaseT, TokenRing(16 Mbps) Cat5 100 MHz 10BaseT, 100BaseT Cat5e* 350 MHz 100BaseT, 1000BaseT Cat6 550 MHz 1000BaseT, ATM Cat7 600 MHz Redes 10 Gbps * mais utilizado atualmente.

TokenRing(4 Mbps) Cat4 20 MHz 10BaseT, TokenRing(16 Mbps) Cat5 100 MHz 10BaseT, 100BaseT Cat5e* 350

9 Cabos de Par Trançado Congregam em si vários pares trançados. quanto à blindagem: Cabos sem blindagem: UTP (Unshielded Twisted Pair) Cabos blindados: FTP (Foiled Twisted Pair) STP (Shielded Twisted Pair) SSTP (Screened Twisted Pair)

10 Cabos de Par Trançado Congregam em si vários pares trançados. quanto à blindagem: Cabos sem blindagem: UTP (Unshielded Twisted Pair) Cabos blindados: FTP (Foiled Twisted Pair) STP (Shielded Twisted Pair) SSTP (Screened Twisted Pair)

11 Cabos de Par Trançado Congregam em si vários pares trançados. quanto à blindagem: Cabos sem blindagem: UTP (Unshielded Twisted Pair) Cabos blindados: FTP (Foiled Twisted Pair) STP (Shielded Twisted Pair) SSTP (Screened Twisted Pair)

12 Cabos de Par Trançado Cabos UTP São os mais comuns em instalações residenciais e comerciais (Cat5e). Revestimento plástico

13 Cabos de Par Trançado FTP (Foiled Twisted Pair) Blindagem protege contra interferência entre dois ou mais cabos. STP (Shielded Twisted Pair) Blindagem protege contra interferência entre os pares do cabo. SSTP (Screened Twisted Pair) Blindagem protege contra interferências externas e internas.

STP (Shielded Twisted Pair) Blindagem protege contra interferência entre

14 Cabo Coaxial Possui largura de banda próxima a 1GHz. Cobertura plástica protetora Condutor externo em malha Material Isolante Núcleo de cobre Atualmente substituído pela fibra óptica em backbones.

15 Fibra Óptica Funciona de acordo com a reflexão total. fronteira Ar/Sílica Ar β 1 β 2 β 3 reflexão interna total Sílica α 1 α 2 α 3 (a) fonte de luz (b) Luz propagada pertence à faixa do infravermelho.

16 Faixas de frequências usadas A luz visível esta na faixa de 0, 4 a 0, 7 µ. As três faixas tem entre e GHz de largura de banda.

17 Tipos de fibra óptica Modos diferentes Núcleo Fibra multimodo Revestimento Fibra monomodo - usadas em longas distâncias - mais cara Núcleo

18 Tipos de fibra óptica Fibra Multimodo: Vantagens: O Núcleo sendo de grande diâmetro torna mais fácil o alinhamento, que é o caso de emendas, conectores, etc. Baixo custo, quando comparado a outros tipos de Fibra, não só da Fibra em si, mas também dos materiais agregados, como conectores, componentes eletrônicos e, outros. Fibra Monomodo: Vantagens: Distâncias maiores e ilimitadas; Taxas de Transmissão muito mais altas (superiores a 160 Gbit/s).

Baixo custo, quando comparado a outros tipos de Fibra, não só da Fibra em si, mas também dos materiais

19 Tipos de fibra óptica Fibra Multimodo: Desvantagens: Distâncias menores e limitadas, quando comparadas as Fibras Ópticas Monomodo. Taxas de Transmissão mais baixas, quando comparadas as Fibras Ópticas Monomodo. Fibra Monomodo: Desvantagens: Devido as dimensões do Núcleo da Fibra Óptica Monomodo serem extremamente reduzidas, isto torna difícil o alinhamento, que é o caso de emendas, conectores, etc. Alto custo, quando comparado á outros tipos de Fibra, não só da Fibra em si, mas também dos materiais agregados, como conectores, componentes eletrônicos e, outros.

Fibra Monomodo: Desvantagens: Devido as dimensões do Núcleo da Fibra Óptica Monomodo serem extremamente reduzidas, isto torna difícil o

20 Cabos de fibra óptica Núcleo Cobertura plástica Revestimento Interno (a)fibra óptica Revestimento Externo Cobertura Núcleo Revestimento Interno (b)cabo de fibra óptica

21 Transmissão/Recepção Transmissão: LEDs ou lasers semicondutores Item LED Laser semicondutor Taxa Baixa Alta Tipo de fibra Multimodo Multimodo/Monomodo Distância Curta Longa Custo Baixo Alto Recepção: fotodiodos Tempo de resposta limita taxas de transmissão.

22 Meios Não-guiados

23 Meios Não-guiados Meios Não-guiados λf = c f = c λ df dλ = c λ 2 df = cdλ λ 2 f = c λ λ 2 Exemplo: λ = 1, m λ = 0, m } f 30 THz c depende do meio Em meios metálicos e na fibra, a velocidade de propagação do sinal cai para cerca de 2/3 de c.

24 Espectro Eletromagnético

25 Transmissão por Rádio Ondas próximas ao solo Superfície da terra (a) Bandas VLF, VF e MF Superfície da terra (b) Bandas HF e VHF Comportamento das ondas é dependente da frequência: Em baixas frequências, atravessam obstáculos. Em altas frequências, tendem a viajar em linha reta e ricochetear nos obstáculos.

26 Transmissão por Rádio Ondas próximas ao solo Superfície da terra (a) Bandas VLF, VF e MF Superfície da terra (b) Bandas HF e VHF Comportamento das ondas é dependente da frequência: Em baixas frequências, atravessam obstáculos. Em altas frequências, tendem a viajar em linha reta e ricochetear nos obstáculos.

27 Microondas Acima de 100MHz, as ondas trafegam praticamente em linha reta e não atravessam obstáculos. Questões de projeto relacionadas a curvatura terrestre: Instalação de repetidores. Questões de projeto relacionadas às condições atmosféricas e a frequência utilizada: Desvanecimento de múltiplos caminhos. Possibilidade de absorção pela chuva.

28 Bandas ISM = Industrial, Scientific, Medical. Bandas sem alocação prévia. Recomendações: Controle da potência. Uso de técnicas de espalhamento espectral.

29 Espalhamento Espectral Três técnicas são conhecidas popularmente: FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) Divide a banda em vários canais pequenos, e transmissor e receptor saltam de canal em canal. DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) Combina o sinal com um código de taxa superior, espalhando a banda. OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) Variação do FDM capaz de acomodar mais canais.

30 FHSS Em redes Wi-Fi de baixa velocidade, são usados 79 canais de 1MHz cada, operando na faixa de a MHz. As freqüências são mudadas a cada 0,4 s.

31 DSSS Um código é utilizado para espalhar o sinal e o mesmo código é utilizado no receptor para recuperar o sinal transmitido. Exemplo sistema de celular CDMA.

32 OFDM Extensão do FDM clássico O utiliza o OFDM nas versões a(54 Mbps na banda ISM de 5GHz) e g(mesma taxa na banda ISM de 2, 4GHz).

33 LAN Wireless a (1999) a utiliza OFDM na faixa de freqüência de 5GHz, fornecendo velocidades de dados brutos de até 54Mbps, com até 35 metros de cobertura indoor. OFDM divide a banda em 52 sub-canais, 48 dos quais são utilizados para dados. Quando operando a 54Mbps é usada a modulação 64-QAM. O uso da banda de 5GHz evita um monte de interferência (a partir de dispositivos que operam na banda ISM de 2, 4GHz), tem menos problemas com multipercurso e opera com antenas menores (devido ao menor comprimento de onda). Por utilizar uma frequência maior o padrão a é mais afetado por obstáculos, atingindo uma penetração de menor do sinal.

34 LAN Wireless b (1999) b opera em até 11Mbps na banda ISM de 2.4GHz utiliza a técnica de espalhamento DSSS. Uma técnica de seleção de taxa adaptativa é utilizada para reduzir a velocidade para 5.5Mbps, 2Mbps ou 1Mbps, se a qualidade do sinal se degrada b foi lançado na mesma época que o a. Apesar de mais lento é tecnicamente inferior, b tem sido muito mais popular, em grande parte devido ao custo. Alcance interno é de aproximadamente 30 metros.

35 LAN Wireless g (2003) g efetivamente estende a taxa de dados fornecidos pelo b, enquanto continuam a operar na banda ISM de 2.4GHz. Taxas de dados de até 54Mbps pode ser conseguido usando OFDM. Como b, o g utiliza seleção de taxa adaptativa para reduzir a velocidade para 48Mbps, 36Mbps, 24Mbps, 18Mbps, 12Mbps, 9Mbps ou 6Mbps se degrada a qualidade do sinal. Também é totalmente compatível com b, embora a presença de um único dispositivo b irá degradar o desempenho de toda a rede. Devido à sua taxas de dados razoável, g se tornou o padrão dominante.

36 LAN Wireless n (2010) O padrão n já está disponível no mercado (e, atualmente, muitos laptops vêm com a/b/g/n wireless) n faz uso de sistema de múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO), no qual múltiplas antenas de transmissão e recepção são usadas para melhorar o rendimento geral e reduzir os problemas de multipercurso. Um mínimo de dois fluxos simultâneos são utilizados para atingir até 248Mbps em qualquer espectro de 2, 4GHz ou 5GHz.

37 Infravermelho Usado em dispositivos de controle remoto (p.ex.,tv e portões elétricos). Relativamente direcionais. Não atravessam objetos sólidos. Não é necessário licença governamental para operação de sistemas.

38 Transmissão por Satélites São repetidores de microondas no espaço. f1 f2 Quanto ao posicionamento, são classificados em: GEO (Geostationary Earth Orbit) MEO (Medium-Earth Orbit) LEO (Low-Earth Orbit)

39 Órbitas

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