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Redes de Comunicção 10ºINF. - Sintese de Contéudo on Prezi

- Grandezas e Medidas e Técnicas de Codificação

-> GRANDEZAS E MEDIDAS

O Decibel

O Decibel - dB (em redes de comunicação) mede a perda ou ganho da potência de uma onda.
Os decibéis podem ser números negativos, o que representa uma perda na potência da onda ao propagar-se, ou números positivos, o que representa um ganho na potência se o sinal for amplificado.
Mostra a relação entre a entrada e a saída de um sinal.

Exemplo:
- 10 dB o sinal teve uma atenuação.
+ 10 dB o sinal teve um ganho.

Largura de banda

A Largura de banda é a quantidade de informação que pode ser transferida de um ponto na rede para outro ponto num
determinado período.

Exemplos:
Um modem comum de 56kbps (= 7KB/s) de largura de banda.
Uma ligação ADSL de 512kbps (=64KB/s).

         Throughput

O throughput refere-se à largura de banda realmente medida, numa determinada hora do dia , usando rotas específicas de
Internet, e durante a transmissão de um conjunto específico de dados na rede.
O throughput é muito menor que a largura de banda digital máxima possível do meio que está a ser usado.

Alguns dos factores determinam o throughput são:
Dispositivos de interligação;
Tipos de dados que estão a ser transferidos;
Topologias de rede;
Número de utilizadores na rede;
Computador do utilizador;
Computador servidor.

Bit rate

É o número de bits transferido por unidade de tempo (segundo); está directamentte relacionado com a largura de banda do
meio de transmissão.

Exemplos:
Kbps, Mbps, Gbps.

Em multimédia, o Bit-rate é o número de bits usados por segundo, para representar o conteúdo a ser exibido.
Quanto maior for o Bit-rate, maior será a qualidade, assim como o tamanho do arquivo.

-> TÉNICAS DE CODIFICAÇÃO

Modulação e Codificação
A modulação implica a manipulação do sinal de forma a ser transmitido pelos canais adequados; na codificação o sinal é preparado para circular nos meios eléctricos/electrónicos.

Os dados podem ser transmitidos como sinais analógicos ou como sinais digitais.
Existem várias maneiras pelas quais os dados analógicos são representados como sinais digitais. Este processo gera uma sequência de códigos binários, designado por sinal digital, e que corresponde ao sinal analógico original.

A codificação tem como principal objectivo preservar o sincronismo (do relógio) entre o emissor e o receptor.

A transmissão está sujeita a: atrasos, ruído e erros, introduzidos pelo canal ou pelos equipamentos.

As técnicas de codificação permitem manter a integridade dos dados ao longo do seu percurso.

As principais técnicas de codificação são:

Non Return Zero (NRZ)

Nesta técnica considera-se que existem dois níveis de tensão ou corrente, para representar os dois símbolos digitais (0 e 1).
Trata-se da forma mais simples de codificação e consiste em associar um nível de tensão a cada bit: um bit 1 será codificado sob a forma de uma tensão elevada e um bit 0 sob a forma de uma tensão baixa ou nula.

 

Return Zero (RZ)

Na codificação RZ o nível de tensão ou corrente, retorna sempre ao nível zero após uma transição provocada pelos dados a transmitir (a meio da transmissão do bit). Geralmente um bit 1 é representado por um nível elevado, mas a meio da transmissão do bit o nível retorna a zero.

Neste tipo de codificação, os 0 e 1 são representados através de uma alteração do estado da tensão ou corrente. Assim, o valor 1 é representado pela passagem de uma tensão ou corrente baixa/nula para uma tensão ou corrente elevada. O valor 0 é o contrário, ou seja, passa-se de uma tensão ou corrente elevada para outra baixa/nula.

O texto, os gráficos (desenhos vectoriais) e as imagens geradas no computador não necessitam de conversão A/D, pois são gerados directamente em formato digital (ou em binário).

O texto impresso, as fotografias, o som proveniente de instrumentos musicais e o vídeo proveniente de filmagens analógicas são exemplos de tipos de media que necessitam de uma conversão A/D antes de poderem ser integrados em aplicações ou utilizados em sistemas.

Diferenciais

- Conversão Digital-Analógica e Analógica-Digital

  Arquitectura do sistema gerador de sinais PCM

A Fig. mostra a arquitectura de um sistema gerador de sinais PCM. O sinal analógico x(t), passa por um filtro passa baixo (FPBaixo) e é amostrado pelo circuito de amostragem e retenção (S&H Sample & Hold) obtendo-se o sinal PAM x(kTs). De seguida o sinal é quantificado em q níveis discretos. O sinal amostrado e quantificado xq(kTs) é então codificado.

Modulação em Amplitude

Modulação em Amplitude é a forma de modulação em que a amplitude de um sinal senoidal, chamado portadora, varia em função do sinal de interesse, que é o sinal modulador. A frequência e a fase da portadora são mantidas constantes. Matematicamente, é uma aplicação direta da propriedade de deslocamentos em frequências da transformada de Fourier, assim como da propriedade da convolução.

      Modulação em Fase

Modulação em Fase é um tipo de modulação analógica que se baseia na alteração da fase da portadora de acordo com o sinal modulador (mensagem). Usada para transmissão de dados.

Modulação por Frequência

A onda modulada em frequência, onda FM, s(t) é uma função não linear da onda moduladora m(t). Portanto, a modulação em frequência é um processo não linear de modulação. Consequentemente, ao contrário da modulação de amplitude, o espectro de uma onda FM não está relacionado de uma forma simples com o espectro da onda moduladora. O modo tradicional de estudar as propriedades espectrais das ondas FM começa pelo estudo da modulação de uma onda de tom único (uma frequência pura) e continuar a partir daí para o estudo da modulação de sinais com mais do que uma frequência.

- Sinais digitais

-O que é um sinal digital???

Definição:

Um sinal digital é um sinal representado por uma onda discreta com apenas dois estados básicos (0 e 1) que carregam informação.

                          - Em que consiste um sinal digital???

Um sinal Digital consiste num parâmetro variável que contém informações e através do qual elas são transmitidas num sistema ou circuito electrónico. O sinal é criado por um gerador de sinal, frequentemente uma fonte de tensão na qual a amplitude, a frequência e a forma da onda podem variar.
Um sinal digital é aquele que é composto por um conjunto de símbolos, geralmente correspondentes ao valor numérico de uma determinada grandeza física ou ao valor atribuído, de forma convencional, a uma certa situação ou estado.

- Sinais analógicos

Sinal analógico é um tipo de sinal contínuo que varia em função do tempo. Um velocímetro analógico de ponteiros, um termômetro analógico de mercúrio, uma balança analógica de molas, são exemplos de sinais lidos de forma direta sem passar por qualquer decodificação complexa, pois as variáveis são observadas diretamente.

Para entender o termo analógico, é útil contrastá-lo com o termo digital.

Na electrónica digital, a informação foi convertida para bits, enquanto na eletrônica analógica a informação é tratada sem essa conversão.

Sendo assim, entre zero e o valor máximo, o sinal analógico passa por todos os valores intermediários possíveis (infinitos), enquanto o sinal digital só pode assumir um número pré-determinado (finito) de valores.

- Componentes de um sistema de comunicação

1. CONCEITOS BÁSICOS

(fonte : Sousa, Lindeberg barros. redes de computadores. Érica, 2002)

Comunicação indica a transferência de informação entre um transmissor e um receptor.

A posse de informações correctas e de qualidade favorece a correcta tomada de decisões, a escolha certa das direcções a seguir e das estratégias a adoptar.
A informação armazenada é o conhecimento acumulado que pode ser consultado, utilizado e transferido, servindo como um fornecedor de ensino e de cultura para a sociedade.
Tão importante quanto a transmissão da informação é a sua compreensão e interpretação correctas.
Para que o transmissor e o emissor se entendam, devem falar com o mesmo código, símbolos ou linguagens, dentro de regras preestabelecidas às quais chamamos de protocolos de comunicação.
A tranferência de informação entre um ponto e outro indica que temos um transmissor e um receptor.
Nesses dois pontos, podemos ter pessoas ou equipamentos que se comunicam utilizando a mesma linguagem de comunicação, a qual permite o perfeito entendimento entre ambos

Na comunicação entre equipamentos, as regras e linguagem de comunicação utilizadas entre ambos são chamadas de protocolos.
A comunicação é feita por meio de comandos de programas que são codificados e transmitidos por sinais eléctricos.


O protocolo de comunicação é um programa de computador que, por meio de um conjunto de regras pré-programadas:


█ permite a transferência de dados entre dois pontos;
█ controla o envio e a recepção;
█ verifica a existência de erros na transmissão;
█ confirma o recepção da mensagem;
█ faz o controlo do fluxo de dados;
█ faz o endereçamento das mensages enviadas

e controla todos os procedimentos envolvidos numa transmissão além dos referidos.

Ambos os equipamentos devem possuir o mesmo protocolo de comunicação.

Numa transferência de arquivos o protocolo do transmissor lê os dados por blocos de informações e transmite-os à outra máquina.

O protocolo do receptor recebe o bloco de informações e procede à verificação de integridade e do endereço de destino. Se confirmar a integridade da informação grava-os ou mostra-os.


Os protocolos conferem mais segurança à transmissão de dados entre computadores, fazendo com que os dados transmitidos sejam aceites apenas se estiverem correctos.


Caso ocorram erros os blocos de informação são transmitidos novamente.

A eficiência de um sistema de comunicação de dados depende fundamentalmente de três características:

1. Entrega (delivery)


O sistema deve entregar os dados ao destino correcto.

Os dados devem ser recebidos somente pelo dispositivo ou pelo utilizador de destino.

2. Confiabilidade

O sistema deve garantir a entrega dos dados.

Dados modificados ou corrompidos numa transmissão são pouco úteis.

3. Tempo de atraso

 O sistema deve entregar os dados em tempo finito e predeterminado.

Dados entregues tardiamente são pouco úteis.

Por exemplo, no caso de transmissões multimédia, como vídeo, os atrasos não são desejáveis, de modo que eles devem ser entregues praticamente no mesmo instante em que foram produzidos, isto é, sem atrasos significativos.

Os dados transmitidos podem ser:


█ Arquivos de dados
█ Mensagens
█ Voz e imagens digitalizadas que são transmitidas como dados




2. COMPONENTES DE UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO

A informação é transmitida por um meio de comunicação.

A forma mais comum de transmissão de uma mensagem é pelo som; o som é irradiado pelo ar no qual a informação se propaga por meio de ondas sonoras.
Na comunicação eléctrica entre equipamentos, o meio de transmissão mais comum é o fio de metal, por qual o sinal eléctrico se propaga, levando consigo a informação.
Numa transmissão de dados digitais por meio de fios, a informação é representada por sinais eléctricos no formato de pulsos.
Além da transmissão por fios e cabos, que são meios sólidos, podemos transmitir informações por ondas electromagnéticas tais como as do rádio, microondas e satélite.
A transmissão de dados também pode ser feita por fibras ópticas, que utilizam variações de luz como sinal, o que permite a transmissão da informação a altas velocidades.
Um sistema básico de comunicação de dados é composto por cinco elementos:




1. Mensagem
É a informação a ser transmitida.
Pode ser constituída de texto, números, figuras, áudio e vídeo – ou qualquer combinação destes.


2. Transmissor

É o dispositivo que envia a mensagem de dados.

Pode ser um computador, uma estação de trabalho, um telefone, uma câmera de vídeo e assim por diante.

3. Receptor
É o dispositivo que recebe a mensagem.
Pode ser um computador, uma estação de trabalho, um telefone, uma câmera de vídeo e assim por diante.

4. Meio (Canal)
É o caminho físico por onde viaja uma mensagem originada e dirigida ao receptor.


5. Protocolo

É um conjunto de regras que governam a comunicação de dados.

Representa um acordo entre os dispositivos que se comunicam.

- Conceitos Básicos sobre redes de computadores

Redes de computadores

-Rede local (LAN)

Uma "Local Area Network" caracteriza-se por ocupar uma área limitada, no máximo um edifício, ou alguns edifícios próximos, muitas vezes limitam-se a apenas um piso de um edifício, um conjunto de salas, ou até uma única sala. São redes de débito médio ou alto (desde 10 Mbpsaté 1 Gbps, sendo actualmente o valor de 100 Mbps o mais comum). A tecnologia mais divulgada é o "ethernet". Existe um conjunto de serviços e protocolos que são caracteristicos das redes locais e que fazem parte da definição de rede.

-Rede de área alargada (WAN)

A redes de área alargada ("Wide Area Network") têm a dimensão correspondente constituídas por multiplas redes interligadas, por exemplo LANs e MANs. O exemplo mais divulgado é a "internet". Dada a sua dimensão e uma vez que englobam LANs e WANs, as tecnologias usadas para a transmissão dos dados são as mais diversas, contudo para que as trocas de informação se processem é necessário um elo comum assente sobre essa tecnologia heterogénea. Esse elo comum é o protocolo a países, continentes ou vários continentes. São na realidade de rede.

Rede metropolitana (MAN)

Uma "Metropolitan Area Network" é basicamente uma WAN, cuja dimensão é reduzida, geralmente também assegura a interligação de redes locais. A área abrangida corresponde no máximo a uma cidade. São usadas por exemplo para interligar vários edificos afins dispersos numa cidade.
A tecnologia empregue pode incluir redes ponto-a-ponto (redes sem PC servidor) ou usar meios que permitem um débito mais elevado como ATM (fibra óptica). Uma vez que as redes da área metropolitana (tal como as WAN) envolvem a utilização de espaços públicos, apenas podem ser instaladas por empresas licenciadas pelo estado, sendo a tecnologia de eleição o ATM. Os únicos casos em que é possível realizar interligações através de espaços públicos é usando micro-ondas rádio ou laser, mesmos nestes casos existem restrições quanto a potência de emissão.