Revisão do módulo 2

Tipos de Rede

Rede local (LAN)

É limitada, no máximo por um edificio, ou alguns edificios próximos, muitas vezes limitam-se a apenas um piso de um edificio, um conjunto de salas, ou até uma única sala.

Rede local sem fios(WLAN)

É uma rede local pequena sem fios.

Campus

É um conjunto de LAN'S interligadas, por exemplo os computadores de uma sala ou as salas de um edifício.

Rede metropolitana (MAN)

A área abrangida corresponde no máximo a uma cidade. 

Rede de área alargada (WAN)

Tem a dimensão correspondente a países, continentes ou vários continentes.

Rede local virtual (VLAN)

São redes locais virtuais definidas sobre redes locais que estão equipadas com dispositivos apropriados (dispositivos que suportam VLANs).


Rede privada virtual (VPN)

As redes privadas virtuais utilizam uma rede pública, e por questões de segurança são encriptadas.

Técnicas de compressão

http://prezi.com/_3pn7dvpxepv/compressao/

Técnicas de Codificação

A codificação de dados é a colocação de dados num sinal digital, os dados podem ser analógicos ou digitais. No primeiro caso procede-se a uma conversão prévia analógico/digital logo na prática, em termos de codificação ficamos reduzidos à codificação de dados digitais.

A forma mais simples de codificação consiste em associar um nível de tensão a cada bit. Esta codificação é conhecida por NRZ-L (“Nonreturn to zero - Level”), um bit 1 será codificado sob a forma de uma tensão elevada e um bit 0 sob a forma de uma tensão baixa.

Existem mais duas codificações NRZ (o sinal não retorna ao nível zero após uma transição provocada pelos dados a transmitir).

A codificação NRZ-M (“NRZ - Mark”) produz uma transição de nível sempre que surge um bit 1.

A codificação NRZ-S (“NRZ - Space”) produz uma transição de nível sempre que surge um bit 0.

A frequência máxima gerada é igual a metade da taxa de transmissão (2 bit/Hz).

A codificação RZ (“Return-zero”) difere das anteriores pelo facto de o nível de tensão retornar 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. Devido a este facto a frequência máxima gerada é o dobro da anterior, sendo igual à taxa de transmissão (1 bit/Hz).

O grande problema das codificações NRZ e RZ é que geram uma componente continua (a média do sinal não é zero) este facto dificulta o isolamento entre emissor e receptor.

Mais grave ainda é que certas sequências de bit a 1 ou 0 produzem um sinal sem qualquer variação. O receptor deve estar sincronizado com o emissor (ler os bits no ponto correcto), sem transições de nível por períodos longos a receptor tende a desviar-se e efectuar a leitura fora do ponto correcto, originando erros.

A figura seguinte apresenta exemplos de codificações NRZ e RZ:

As codificações bifásicas caracterizam-se por transições de nível em todos os bits, o ponto de transição vai depender dos dados a transmitir.

Na codificação bifásica de nível, também conhecida por “Manchester”, os bits 1 produzem uma transição de nível elevado para baixo a meio do bit e os bits 0 produzem transições de nível baixo para nível elevado também a meio do bit.

No inicio de cada bit são produzidas as transições de nível necessárias para manter a codificação coerente:

se o bit é um e o nível está baixo.

se o bit é zero e o nível está alto.

A variante “Manchester” diferencial produz sempre uma transição de nível a meio dos bits e uma transição no inicio dos bits zero.

As variantes bifásicas “mark” e “space” provocam sempre uma transição de nível entre os bits. No caso bifásica-M os bits 1 provocam uma transição a meio do bit. No caso de bifásica-S os bits 0 provocam uma transição a meio do bit.

A figura seguinte apresenta exemplos de codificações bifásicas:

Técnicas de Modulação Digital

http://prezi.com/d-qflno9ll9k/redes-de-comunicacao-sintese-dos-conteudos-do-modulo-1/

TÉCNICAS DE CONVERSÃO ANALÓGICO-DIGITAL (A/D) / DIGITAL - ANALÓGICO (D/A)

PCM

Modulação por código de pulsos é uma representação digital de um sinal analógico no qual a magnitude do sinal é obtida em intervalos regulares e então transformados em uma série de símbolos em código digital (geralmente binário). Ao contrário da modulação por amplitude de pulsos (PAM), a informação da amostra da forma de onda é transmitida através de um código binário equivalente. As amostras em forma de pulsos são quantificadas e codificadas (geralmente em 8 bits).

As amostras de diferentes sinais PCM podem ser agrupadas constituindo então um sinal PCM multiplexado por divisão de tempo.

Definição: O objetivo da modulação PCM é fazer com que um sinal analógico possa ser transmitido através de um meio físico com transmissão digital. O equipamento que faz esta tarefa é conhecido como codec, que é uma contração das palavras coder / decoder, similarmente ao modem.

Modulação

Amplitude                                                        Frequência                                                Fase

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 direita da propriedade de deslocamentos em frequências da transformada de Fourier, assim como da propriedade da convolução.

Modulação em Frequência - iniciada nos Estados Unidos no início do século XX, FM é uma modalidade de radiodifusão que usa a faixa 87,5 Mhz a 108 Mhz com modulação em frequência.

Uma rádio em FM apresenta uma ótima qualidade sonora mas com limitado alcance, chegando em média a 100 quilômetros de raio de alcance. Em condições esporádicas de propagação, é possível sintonizar emissores a centenas de quilômetros. A potência dos sistemas de emissão pode variar entre poucos watts (rádios locais) até centenas de quilowatts, no caso de retransmissores de grande cobertura.

O FM dispõe de um sistema de envio de informação digital, o RDS (Radio Data System) que permite apresentar informações sobre a emissora sintonizada. Também, a boa qualidade de som desta gama de frequências de radiodifusão é adequada ao uso da estereofonia.

A qualidade da transmissão por modulação em frequência fez com que esta fosse adotada para a transmissão do áudio da TV aberta (canais 2 a 13).

Modulação em Fase - ao contrário da Modulação em Frequência (FM), a Modulação por fase é pouco usada, pois precisa de equipamento mais complexo para a sua recepção.

Baseia - se na alteração da fase da portadora (sinal analógico em forma de onda) de acordo com o sinal modulador (mensagem).

As variações podem ser múltiplas e cada variação de fase de uma onda pode codificar vários sinais (bits).

Ao contrário da Modulação em Frequência (FM), a Modulação por fase é pouco usada, pois precisa de equipamento mais complexo para a sua recepção.

Sinais analógicos - 2

  Sinal Digital é um sinal com valores discretos (descontínuos) no tempo e em amplitude. Isso significa que um sinal digital só é definido para determinados instantes de tempo, e que o conjunto de valores que pode assumir é finito.

  A Digitalização de sinais analógicos é obtida com três processos:

1. Amostragem: Discretização do sinal analógico original no tempo.

Em telecomunicações e processamento de sinais, amostragem é o processo de discriminação temporal de um sinal descontínuo.

2. Quantização: Discretização da amplitude do sinal amostrado.

Em processamento de sinais, quantização é o processo de atribuição de valores discretos para um sinal cuja amplitude varia entre infinitos valores.

3. Codificação: Atribuição de códigos (geralmente binários) às amplitudes do sinal quantitativo.
Em processamento digital de sinais, Codificação significa a modificação de características de um sinal para torná-lo mais apropriado para uma aplicação específica, como por exemplo transmissão ouarmazenamento de dados.


As vantagens do formato digital sobre o processo analógico


No mundo real, tanto o som quanto a imagem (luz), são sinais analógicos. O processo de digitalização consiste na conversão de um dado analógico para um formato de representação digital, um código binário, passível de ser armazenado e manipulado pelo computador.

No alvorecer da Informática, à época da invenção dos primeiros “cérebros eletrônicos”, a idéia predominante era usar a computação analógica, mais adequada às técnicas matemáticas então dominantes. Com o tempo, porém, a solução digital mostrou possuir mais vantagens e, hoje em dia, substitui completamente o uso de sinais analógicos no processamento da informação.

Uma das vantagens é a eliminação de ruídos indesejáveis. Nos sinais analógicos, como os produzidos por uma agulha de toca-discos, por exemplo, o ruído provocado por arranhões ou acúmulo de poeira no disco de vinil, é interpretado como parte do som original.

Mesmo durante o processo de gravação, pode haver interferências não planejadas que atrapalham uma audição fiel da obra musical.

Já nos sistemas digitais, capazes de entender apenas dois números, qualquer sinal diferente do código binário, quer dizer, qualquer coisa que não seja zero ou um, é descartada. Por essa razão, o som proveniente de um CD produzido digitalmente é mais “limpo”, embora muita gente prefira ouvir música com um som mais “sujo”, num disco gravado pelo método analógico.

Outra vantagem do sistema digital em relação ao analógico é a enorme capacidade de compactação de dados. Como um sinal digital não passa de uma seqüência de números, estes podem ser compactados para reduzir drasticamente o tamanho do arquivo. Para se ter uma idéia, a informação armazenada em um CD-R com capacidade para 650 MB e cerca de 12 cm de diâmetro, teria de ocupar todo um arquivo de cinco gavetas, com, em média, 2.500 folhas de papel por gaveta, totalizando 12.500 páginas de documentos. E a tecnologia de armazenamento e de compactação de dados não para de se desenvolver.

Sinais análógicos - 1

Sinal Analógico:






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.










O sistema Analógico: O padrão analógico de transmissão de dados consiste na geração de sinais elétricos baseados nas ondas eletromagnéticas que são contínuas. Como os sinais analógicos são contínuos, a qualidade de operação é mais exigente, pois na sua falha, o sinal deve ser gerado novamente desde o princípio.









Arquitetura dos Modems Analógicos: no mínimo, um modem analógico contém uma interface EIA-232, um modular e um demodulador além de circuitos de condicionamento de sinal. A interface EIA-232 traduz os níveis elétricos dos dados a transmitir DTX para níveis adequados ao funcionamento dos circuitos internos ao modem. O modulador usa o sinal digital para alterar a amplitude, frequência ou fase da portadora, de acordo com o tipo de modulação empregado no modem. O filtro de transmissão (TX) remove harmônicos indesejáveis do sinal modulado de modo a que este se enquadre nos padrões de sinalização. O amplificador de saída aplica o sinal modulado com níveis de potência adequados à transmissão pela linha.




No lado da recepção, o sinal inicialmente passa por um condicionador, que o amplifica até um nível adequado para a demodulação. O filtro de recepção (RX) remove componentes de sinal devidos a ruído e equaliza o sinal recebido, compensando distorções introduzidas pela linha de transmissão. O demodulador recupera o sinal DRX a partir do sinal recebido e condicionado. O circuito de detecção de portadora informa ao modem sobre a presença de portadora (DCD) com nível e frequência adequados. O circuito de recuperação de sincronismo fornece o sinal de relógio de recepção para o modem.

Sistemas Simplex, Half-Duplex e Full-Duplex

Uma comunicação entre dois dispositivos pode acontecer de três maneiras diferentes:

simplex, half-duplex ou full-duplex.

Simplex


No modo simplex, a comunicação é unidirecional, como numa rua de sentido único.
Somente um dos dois dispositivos no link é capaz de transmitir; logo o outro só será capaz de receber.

Neste caso, as transmissões podem ser feitas apenas num só sentido, de um dispositivo emissor para um ou mais dispositivos receptores; é o que se passa, por exemplo, numa emissão de rádio ou televisão; em redes de computadores, normalmente, as transmissões não são deste tipo.

Imagem 3 - Sistema Simplex

Half-duplex (semi-duplex)


Neste modo, cada estação pode transmitir e receber, mas nunca ao mesmo tempo.
Quando um dispositivo está a transmitir o outro está a receber e vice-versa.
Numa transmissão half-duplex, toda a capacidade do canal é dada ao dispositivo que estiver a transmitir no momento.

Nesta modalidade, uma transmissão pode ser feita nos dois sentidos, mas alternadamente, isto é, ora num sentido ora no outro, e não nos dois sentidos ao mesmo tempo; este tipo de transmissão é bem exemplificado pelas comunicações entre computadores (quando um transmite o outro escuta e reciprocamente); ocorre em muitas situações na comunicação entre computadores. 

Imagem 4 - Sistema Half-Duplex (exemplo Walkie-Talkie)

Full-duplex (duplex)


Neste modo, ambas as estações podem transmitir e receber simultaneamente.
Sinais em direcções opostas compartilham a capacidade do link ou canal.
Neste caso, as transmissões podem ser feitas nos dois sentidos em simultâneo, ou seja, um dispositivo pode transmitir informação ao mesmo tempo que pode também recebe-la; um exemplo típico destas transmissões são as comunicações telefónicas; também são possíveis entre computadores, desde que o meio de transmissão utilizado contenha pelo menos dois canais, um para cada sentido do fluxo dos dados.

Imagem 5 - Sistema Duplex (exemplo Videoconferência)