Capítulo 2. A camada física

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1 Capítulo 2 A camada física slide 1 Computer Networks, Fifth Edition by Andrew Tanenbaum and David Wetherall, Pearson Education-Prentice Hall, 2011

2 Roteiro do capítulo Lembrando a base teórica para comunicação de dados Meios de transmissão confinados e não confinados Redes especializadas e suas adaptações para o suporte à dados Comutação de pacotes vs comutação de circuitos slide 2

3 Base teórica para comunicação de dados Análise de Fourier Limitação de sinais pela largura de banda Taxa máxima de dados de um canal de comunicação (Limites de Nyquist e Shannon) slide 3

4 Análise de Fourier Podemos modelar matematicamente as variações de tensão e corrente a partir das funções slide 4

5 Limitação de sinal pela largura de banda (1) (a) Um sinal binário e a raiz quadrada média das amplitudes de Fourier. slide 5

6 Limitação de sinal pela largura de banda (2) (b)-(e) Aproximações sucessivas do sinal original. slide 6

7 Limitação de sinal pela largura de banda (3) (b)-(e) Aproximações sucessivas do sinal original. slide 7

8 Limitação de sinal pela largura de banda (4) (b)-(e) Aproximações sucessivas do sinal original. slide 8

9 Limitação de sinal pela largura de banda (5) (b)-(e) Aproximações sucessivas do sinal original. slide 9 Computer Networks, Fifth Edition by Andrew Tanenbaum and David Wetherall, Pearson Education-Prentice Hall, 2011

10 Taxa máxima de dados de um canal de comunicação Teorema de Nyquist Equação de Shannon e a relação sinal-ruído slide 10

11 Meio de transmissão guiado Par trançado Cabo coaxial Linhas de energia elétrica Fibra óptica slide 11

12 Par trançado Cat 5 UTP: cabo com quatro pares trançados. slide 12

13 Cabo coaxial Um cabo coaxial. slide 13

14 Linhas de energia elétrica Uma rede de dados que faz uso da fiação elétrica doméstica. slide 14

15 Fibras ópticas (1) Três exemplos de raios de luz incidentes internamente em diferentes ângulos na fronteira sílica/ar. slide 15

16 Fibras ópticas (2) Luz confinada pela reflexão total interna. slide 16

17 Cabos de fibra Visão interna de um cabo de fibra. slide 17

18 Transmissão sem fio O espectro eletromagnético Transmissão via rádio Transmissão via micro-ondas Transmissão via infravermelho Transmissão via luz Sistemas satelitais slide 18

19 O espectro eletromagnético O espectro eletromagnético e o uso nas comunicações. slide 19

20 Dispersão espectral Comunicação por espectro de dispersão e ultra-wideband (UWB). slide 20

21 Transmissão via rádio (1) Nas bandas VLF, LF e MF (3kHz-3MHz, juntas), as ondas de rádio seguem a curvatura da Terra. slide 21

22 Transmissão via rádio (2) Na banda HF(3-30MHz), as ondas ricocheteiam na ionosfera. slide 22

23 Bandas de uso não licenciado No Brasil, essas bandas estão listadas e regulamentadas pela Resolução 506, de julho de slide 23

24 Transmissão via luz A convecção do ar pode interferir na comunicação a laser. Um sistema com dois lasers bidirecionais é apresentado na figura. slide 24

25 Satélites de comunicação Satélites geoestacionários Satélites de órbita média Satélites de baixa órbita slide 25

26 Satélites de comunicação Satélites de comunicação e algumas propriedades: altitudes, atraso de ida e volta, número de satélites para cobertura global. slide 26

27 Satélites geoestacionários (1) As principais bandas de comunicação via satélite. slide 27 Computer Networks, Fifth Edition by Andrew Tanenbaum and David Wetherall, Pearson Education-Prentice Hall, 2011

28 Satélite geoestacionário (2) VSATs usando um hub. slide 28

29 Satélites de baixa órbita Os satélites Iridium formam seis cinturões em torno da Terra. slide 29

30 Redes especializadas (e seu suporte à dados) Rede de telefonia pública comutada As gerações de telefonia móvel TV a cabo slide 30

31 Rede de telefonia pública comutada Topologia do sistema de telefonia Circuito terminal: modems, ADSL e fibra slide 31

32 Topologia do sistema de telefonia (a) Rede completamente interconectada. (b) Comutação centralizada. (c) Hierarquia em dois níveis. slide 32

33 Rede do sistema de telefonia Sistema de telefonia fixa. slide 33

34 Modems de telefones Uso de transmissão analógica e digital entre computadores. Conversão feita por modems e codecs. slide 34

35 DSL Linha digital do assinante (1) Largura de banda e distância no CAT3 UTP para o DSL. slide 35

36 DSL Linha digital do assinante (2) Operação de um ADSL usando modulação multitom discreta. slide 36

37 DSL Linha digital do assinante (3) Configuração típica de um dispositivo ADSL. slide 37

38 Fiber To The Home Rede óptica para o Fiber To The Home. slide 38

39 Sistema de telefonia móvel Primeira geração (1G): voz analógica para telefones móveis Segunda geração (2G): voz digital para telefones móveis Terceira geração (3G): voz digital + dados para telefones móveis Quarta geração (4G): rede de dados slide 39

40 Internet a cabo (era TV a cabo) TV a cabo. slide 40

41 Alocação do espectro Alocação de frequência em um típico sistema de TV a cabo usado para acesso à Internet. slide 41

42 Comutação de circuitos/ Comutação de pacotes (1) (a) Comutação de circuito. (b) Comutação de pacote. slide 42

43 Comutação de circuitos/ Comutação de pacotes (2) slide 43 Cronologia de eventos em (a) comutação de circuitos, (b) comutação de pacotes.

44 Comutação de circuitos/ Comutação de pacotes (3) slide 44 Comparação entre redes de comutação de circuitos e redes de comutação de pacotes.