APRESENTAÇÃO DE DADOS

ClassificaçãoMeios Guiados

UFSM-CTISM

Comunicação de DadosMeios de Transmissão

Aula-03

Professor:Andrei Piccinini Legg

Santa Maria, 2012

ClassificaçãoMeios Guiados

Classificação

Meios Guiados

Par trançado

Cabo coaxial

Fibra óptica

Meios Não-guiados

Transmissão por rádio

Microondas

Infravermelho

Transmissão por satélites

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Classificação

Meios Guiados

Par trançado

Cabo coaxial

Fibra óptica

Meios Não-guiados

Transmissão por rádio

Microondas

Infravermelho

Transmissão por satélites

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Classificação

Meios Guiados

Par trançado

Cabo coaxial

Fibra óptica

Meios Não-guiados

Transmissão por rádio

Microondas

Infravermelho

Transmissão por satélites

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Meios Guiados

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Par Trançado

Dois fios de cobre enrolados helicoidalmentePara não irradiar o sinal a ser transmitido.

Até 1998, era comum a existência de pares trançadosde categoria 3;

Logo após, porém, surgiram os pares trançados decategoria 5.

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Par Trançado

Dois fios de cobre enrolados helicoidalmentePara não irradiar o sinal a ser transmitido.

Até 1998, era comum a existência de pares trançadosde categoria 3;

Logo após, porém, surgiram os pares trançados decategoria 5.

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Tabela de categorias de pares trançados

Categorias de pares trançados:Categoria Largura de Banda Aplicação típicaCat1 < 1 MHz TelefoniaCat2 1 MHz TelefoniaCat3 16 MHz Telefonia, 10BaseT, TokenRing(4 Mbps)Cat4 20 MHz 10BaseT, TokenRing(16 Mbps)Cat5 100 MHz 10BaseT, 100BaseTCat5e* 350 MHz 100BaseT, 1000BaseTCat6 550 MHz 1000BaseT, ATMCat7 600 MHz Redes 10 Gbps

* mais utilizado atualmente.

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Cabos de Par Trançado

Congregam em si vários pares trançados.

Classificação quanto à blindagem:

Cabos sem blindagem:

UTP (Unshielded Twisted Pair)

Cabos blindados:

FTP (Foiled Twisted Pair)

STP (Shielded Twisted Pair)

SSTP (Screened Twisted Pair)

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Cabos de Par Trançado

Congregam em si vários pares trançados.

Classificação quanto à blindagem:

Cabos sem blindagem:

UTP (Unshielded Twisted Pair)

Cabos blindados:

FTP (Foiled Twisted Pair)

STP (Shielded Twisted Pair)

SSTP (Screened Twisted Pair)

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Cabos de Par Trançado

Congregam em si vários pares trançados.

Classificação quanto à blindagem:

Cabos sem blindagem:

UTP (Unshielded Twisted Pair)

Cabos blindados:

FTP (Foiled Twisted Pair)

STP (Shielded Twisted Pair)

SSTP (Screened Twisted Pair)

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Cabos de Par Trançado

Cabos UTPSão os mais comuns em instalações residenciais ecomerciais (Cat5e).

Revestimento plástico

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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.

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Cabo Coaxial

Possui largura de banda próxima a 1GHz.

Núcleo de cobre

Material Isolante

Condutor externo em malha

Cobertura plástica protetora

Atualmente substituído pela fibra óptica em backbones.

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Fibra Óptica

Funciona de acordo com a reflexão total.

fronteiraAr/Sílica

Ar

Sílicaα1 α2 α3

β1 β2 β3

fonte de luz

reflexão interna total

(a) (b)

Luz propagada pertence à faixa do infravermelho.

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Faixas de frequências usadas

A luz visível esta na faixa de 0,4 a 0,7 µ.As três faixas tem entre 25.000 e 30.000 GHz de largura debanda.

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Tipos de fibra óptica

Fibra multimodo

Fibra monomodoNúcleo

Núcleo

Revestimento

Modos diferentes

- usadas em longas distâncias

- mais cara

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Tipos de fibra óptica

Fibra Multimodo:Vantagens:

O Núcleo sendo de grande diâmetro torna mais fácil oalinhamento, que é o caso de emendas, conectores, etc.

Baixo custo, quando comparado a outros tipos de Fibra, nãosó 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 160Gbit/s).

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Tipos de fibra óptica

Fibra Multimodo:Desvantagens:

Distâncias menores e limitadas, quando comparadas asFibras Ópticas Monomodo.

Taxas de Transmissão mais baixas, quando comparadas asFibras Ópticas Monomodo.

Fibra Monomodo:Desvantagens:

Devido as dimensões do Núcleo da Fibra Óptica Monomodoserem extremamente reduzidas, isto torna difícil oalinhamento, que é o caso de emendas, conectores, etc.

Alto custo, quando comparado á outros tipos de Fibra, nãosó da Fibra em si, mas também dos materiais agregados,como conectores, componentes eletrônicos e, outros.

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Cabos de fibra óptica

(a)Fibra óptica

(b)Cabo de fibra óptica

Cobertura

Cobertura plástica

Núcleo

Núcleo

Revestimento

Revestimento

Revestimento

Interno

Interno

Externo

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Transmissão/Recepção

Transmissão: LEDs ou lasers semicondutores

Item LED Laser semicondutorTaxa Baixa Alta

Tipo de fibra Multimodo Multimodo/MonomodoDistância Curta Longa

Custo Baixo Alto

Recepção: fotodiodos

Tempo de resposta limita taxas de transmissão.

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Meios Não-guiados

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Meios Não-guiados

Meios Não-guiados

λf = c → f =cλ

dfdλ

= −

cλ2 → df =

cdλ

λ2

∆f =c∆λ

λ2

c depende do meio

Em meiosmetálicos e nafibra, a velocidadede propagação dosinal cai para cercade 2/3 de c.

Exemplo:λ = 1, 3 · 10−6m∆λ = 0, 17 · 10−6m

}

∆f ≈ 30 THz

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Espectro Eletromagnético

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Transmissão por Rádio

(a) Bandas VLF, VF e MF

(b) Bandas HF e VHF

Superfície da terra

Superfície da terra

Ondas próximasao solo

Comportamento das ondasé dependente da frequência:

Em baixasfrequências,atravessamobstáculos.

Em altas frequências,tendem a viajar emlinha reta ericochetear nosobstáculos.

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Transmissão por Rádio

(a) Bandas VLF, VF e MF

(b) Bandas HF e VHF

Superfície da terra

Superfície da terra

Ondas próximasao solo

Comportamento das ondasé dependente da frequência:

Em baixasfrequências,atravessamobstáculos.

Em altas frequências,tendem a viajar emlinha reta ericochetear nosobstáculos.

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Microondas

Acima de 100MHz, as ondas trafegam praticamenteem linha reta e não atravessam obstáculos.

Questões de projeto relacionadas a curvatura terrestre:

Instalação de repetidores.

Questões de projeto relacionadas às condiçõesatmosféricas e a frequência utilizada:

Desvanecimento de múltiplos caminhos.

Possibilidade de absorção pela chuva.

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Bandas

ISM = Industrial, Scientific, Medical.

Bandas sem alocação prévia.

Recomendações:

Controle da potência.

Uso de técnicas de espalhamento espectral.

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Espalhamento Espectral

Três técnicas são conhecidas popularmente:

FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)

Divide a banda em vários canais pequenos, e transmissor ereceptor 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.

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FHSS

Em redes Wi-Fi de baixa velocidade, são usados 79 canais de 1MHz cada,operando na faixa de 2.400 a 2.483 MHz.

As freqüências são mudadas a cada 0,4 s.

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DSSS

Um código é utilizado para espalhar o sinal e o mesmo código é utilizado noreceptor para recuperar o sinal transmitido.

Exemplo sistema de celular CDMA.

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OFDM

Extensão do FDM clássico

O 802.11 utiliza o OFDM nas versões a(54 Mbps na banda ISM de 5GHz) eg(mesma taxa na banda ISM de 2, 4GHz).

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LAN Wireless

802.11a (1999)

802.11a 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 abanda em 52 sub-canais, 48 dos quais são utilizados paradados. Quando operando a 54Mbps é usada a modulação64-QAM. O uso da banda de 5GHz evita um monte deinterferência (a partir de dispositivos que operam na bandaISM de 2,4GHz), tem menos problemas com multipercursoe opera com antenas menores (devido ao menorcomprimento de onda). Por utilizar uma frequência maior opadrão 802.11a é mais afetado por obstáculos, atingindouma penetração de menor do sinal.

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LAN Wireless

802.11b (1999)

802.11b opera em até 11Mbps na banda ISM de 2.4GHzutiliza a técnica de espalhamento DSSS. Uma técnica deseleção de taxa adaptativa é utilizada para reduzir avelocidade para 5.5Mbps, 2Mbps ou 1Mbps, se a qualidadedo sinal se degrada. 802.11b foi lançado na mesma épocaque o 802.11a. Apesar de mais lento é tecnicamenteinferior, 802.11b tem sido muito mais popular, em grandeparte devido ao custo. Alcance interno é deaproximadamente 30 metros.

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LAN Wireless

802.11g (2003)

802.11g efetivamente estende a taxa de dados fornecidospelo 802.11b, enquanto continuam a operar na banda ISMde 2.4GHz. Taxas de dados de até 54Mbps pode serconseguido usando OFDM. Como 802.11b, o 802.11gutiliza seleção de taxa adaptativa para reduzir a velocidadepara 48Mbps, 36Mbps, 24Mbps, 18Mbps, 12Mbps, 9Mbpsou 6Mbps se degrada a qualidade do sinal. Também étotalmente compatível com 802.11b, embora a presença deum único dispositivo 802.11b irá degradar o desempenhode toda a rede. Devido à sua taxas de dados razoável,802.11g se tornou o padrão dominante.

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LAN Wireless

802.11n (2010)

O padrão 802.11n já está disponível no mercado (e,atualmente, muitos laptops vêm com 802.11a/b/g/nwireless). 802.11n faz uso de sistema de múltiplas entradase múltiplas saídas (MIMO), no qual múltiplas antenas detransmissão e recepção são usadas para melhorar orendimento geral e reduzir os problemas de multipercurso.Um mínimo de dois fluxos simultâneos são utilizados paraatingir até 248Mbps em qualquer espectro de 2,4GHz ou5GHz.

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Infravermelho

Usado em dispositivos de controle remoto (p.ex.,TV eportões elétricos).

Relativamente direcionais.

Não atravessam objetos sólidos.

Não é necessário licença governamental paraoperação de sistemas.

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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)

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Órbitas