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1.1
Capítulo 1
Comunicação de Dados
1º Unidade
Prof. Rodrigo Ronner
rodrigoronner@gmail.com
rodrigoronner.blogspot.com
Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
 Dados e Sinais 1º Unidade
 Sinais analógicos e digitais
 Sinais Periódicos x Não periódicos
 Período e Frequência
 Domínio do Tempo x Frequência
 Sinal composto e meio de transmissão
 Largura de banda
 Perda na Transmissão
 Limite na Taxa de Transmissão de Dados
 Taxa de Transferência
 Desempenho 1º Unidade
 Largura de Banda
 Largura de Banda em Hertz
 Largura de Banda em Bits por Segundo
 Throughput
 Latência (Retardo)
 Tempo de Propagação
 Tempo de Transmissão
 Tempo de Fila
 Jitter
 Transmissão Digital e Analógica 2º Unidade
 Principais combinações de dados e Sinais
 Transmissão Analógica
 Conversão Digital-Digital
 Transmissão Digital Vantagens
 Codificação em Linha
 Esquemas de codificação: unipolar, polar e
bipolar
 codificação polar os esquemas NRZ, RZ,
Manchester e Manchester Diferencial
 Codificação em Bloco
 Fases da codificação de bloco
 4B/5B
 Modos de Transmissão 2º Unidade
 Serial
 Paralela
 Códigos de Dados 2º Unidade
 EBCDIC
 ASCII
 Unicode
• Multiplexação 3º Unidade
 FDM
 TDM
 FDM versus TDM
 WDM
 FDMA
 Espalhamento de frequência
 FHSS (Frequency Hopping Spread
Spectrum)
 DSSS (Direct Sequence Spread
Spectrum)
• Comutação 3º Unidade
 Comutação Circuitos
 Comutação Pacotes
 Comutação de Mensagens
• Técnicas de Detecção de Erros 3º Unidade
 Prevenção de Erros
 Detecção de Erros
 Controle de erros
• Seminário 3º Unidade
 -Sonet e Ethernet
-
Sumário
1.3
1-1 Comunicação de Dados
 O termo telecomunicação abrange telefonia, telegrafia e
televisão e comunicação a distância (tele, em grego, quer dizer
“distante”)
 A palavra dados se refere a informações apresentadas em
qualquer forma que seja acordada entre as partes que criam e
usam os dados.
Componentes
Representação de Dados
Fluxo de dados
Topics discussed in this section:
1.4
Figure 1.1 Os cinco componentes da comunicação de dados
 Mensagem: as mensagens são as informações (dados) a serem
transmitidas. Entre as formas populares de informações, temos: texto,
número, fíguras, aúdio e vídeo.
 Emissor: O emissor é o dispositivo que envia a mensagem de dados. Pode
ser um computador, estação de trabalho, aparelho telefônico, televisão e
assim por diante.
 Receptor: O receptor é o dispositivo que recebe a mensagem. Pode ser
um computador, estação de trabalho, aparelho telefônico e assim por
diante.
 Meio de transmissão: O meio de transmissão é o caminho físico pelo qual
uma mensagem trafega do emissor ao receptor.
 Protocolo: é um conjunto de regras que controla a comunicação de dados.
Representa um acordo entre os dispositivos de comunicação.
1.5
Os cinco componentes da comunicação de dados
 Texto: o texto e representado como um padrão de bits, uma sequência de bits (0s
ou 1s). Hoje em dia, o sistema de codificação predominante é denominado Unicode,
que usa 32 bits para representar um símbolo ou caractere usado em qualquer
linguagem no mundo.
 Números: Os número também são representados por padrões de bits. Entretanto,
um código como o ASCII não é usado para representar números; o número é
convertido diretamente em binário para simplificar as operações matemáticas.
 Imagens: As imagens também são representadas por padrões de bits. Em sua
forma mais simples, uma imagem é composta por uma matriz de pixels, em que cada
pixel é um pequeno ponto.
 Aúdio: O aúdio é, por natureza, diferente de texto, números ou imagens. Ele é
contínuo, não discreto. Mesmo quando usamos um microfone para transformar a voz
ou a música em um sinal elétrico, criamos um sinal contínuo.
 Vídeo: O vídeo pode ser produzido tanto como uma entidade contínua (por exemplo,
por uma câmera de TV) quanto pode ser uma combinação de imagens, cada uma
delas uma entidade discreta, disposta para transmitir a idéia de movimento, podemos
transformar vídeo em um sinal digital ou analógico.
1.6
Representação dos dados
1.7
Figure 1.2 Fluxo de Dados(simplex, half-duplex, and full-duplex)
1.8
1-2 Redes
Uma rede é um conjunto de dispositivos (muitas vezes
referida como nós) conectados por links de
comunicação. Um nó pode ser um computador,
impressora ou qualquer outro dispositivo capaz de enviar
e / ou recebimento de dados gerados por outros nós na
rede.
Processamento Distribuído
Critérios de Redes
Estruturas Físicas
Modelos de Redes
Categorias de Redes
Interconexão de Redes: Internetwork
Topics discussed in this section:
A maioria das redes utiliza processamento
distribuído, no qual uma tarefa é dividida
entre vários computadores. Em vez de uma
única máquina grande ser responsável por
todos os aspectos de um processo,
computadores distintos.
1.9
1-2 Processamento Distribuído
Uma rede deve ser capaz de atender a certo número de critérios. Os
mais importante são: desempenho, confiabilidade e segurança.
Desempenho:
 O desempenho pode ser medido de várias formas, inclusive pelo
tempo de trânsito. Tempo de trânsito é a quantidade de tempo
necessário para uma mensagem trafegar de uma dispositivo a outro.
 O tempo de resposta é o tempo decorrido entre uma solicitação e sua
resposta.
 O Desempenho de uma rede depende de uma série de fatores,
inclusive o número de usuários, os tipos de meios de transmissão, as
capacidades do hardware conectado e a eficiência do software.
1.10
1-2 Critérios de Redes
Confiabilidade:
Além da precisão na entrega, a confiabilidade das redes é medida pela
frequência de falhas, pelo tempo que um link leva para se recuperar de
uma falha e pela robustez da rede em caso de uma catástrofe.
Segurança:
Entre as principais questões de segurança de rede, temos: proteção ao
acesso não autorizado de dados, proteção dos dados contra danos e o
desenvolvimento e a implementação de políticas e procedimentos para
recuperação de violação e perda de dados.
1.11
1-2 Critérios de Redes
Ponto a ponto: uma conexão ponto a ponto fornece um link dedicado
entre dois dispositivos.
Multiponto: uma conexão multiponto é uma conexão na qual mais de
dois dispositivos compartilham o mesmo link.
1.12
1-2 Estruturas Físicas
1.13
Figure 1.4 Tipos de Topologia
Malha:
Em uma topologia de malha, cada dispositivo possui um link ponto a
ponto dedicado com cada um dos demais dispositivos.
Exemplo: conexão de escritórios regionais via telefone, no qual cada
escritório regional precisa estar conectado a cada um dos demais
escritórios regionais.
1.14
1-4 Tipos de Topologia
Estrela:
Em uma topologia estrela, cada dispositivo possui um link ponto a ponto
dedicado ligado apenas com controlador central, em geral denominado
hub.
1.15
1-4 Tipos de Topologia
Barramento:
Todos os exemplos anteriores descrevem conexões ponto a ponto. Por
outro lado, uma topologia de barramento é multiponto. Um longo cabo
atua como um backbone que interliga todos os dispositivos da rede.
1.16
1-4 Tipos de Topologia
Anel:
 Em uma topologia anel, cada dispositivo possui um link ponto a ponto
dedicado com todos os outros dois dispositivos conectados de cada lado.
 Um sinal percorre todo o anel em um sentido, de dispositivo para dispositivo,
até atingir seu destino.
 Cada dispositivo no anel possui um repetidor.
 Quando um dispositivo recebe um sinal destinado a outro dispositivo, seu
repetidor regenera os bits e os passa adiante.
1.17
1-4 Tipos de Topologia
1.18
Figure 1.9 Topologia híbrida: backbone em estrela com três redes na topologia
de barramento
As redes de computadores são criadas por diversas
entidades. São necessários padrões de forma que
essas redes heterogêneas possam se comunicar
entre si. Os dois padrões mais conhecidos são
modelo OSI e o modelo Internet.
1.19
Modelos de Redes
Categorias de Redes:
Redes Locais: uma rede local (LAN) é privada e
interliga dispositivo de um escritório, prédio ou
campus.
1.20
Modelos de Redes
1.21
Figure 1.10 An isolated LAN connecting 12 computers to a hub in a closet
Categorias de Redes:
Redes de ampla abrangência (WAN): uma
Redes de ampla abrangência possibilita a
transmissão de dados, imagens, áudio e vídeo por
longas distâncias, por grandes áreas
geograficamente que podem compreender um país,
um continente ou até mesmo o mundo todo.
1.22
Modelos de Redes
1.23
Figure 1.11 WANs: Uma WAN comutada e uma WAN ponto a ponto
Categorias de Redes:
Redes de abrangência Metropolitana (MAN): é
uma rede com tamanho intermediário entre uma
LAN e uma WAN, normalmente ela cobre a área
dentro de um distrito ou uma cidade.
1.24
Modelos de Redes
Categorias de Redes:
Novas Definições!!
Rede Pessoal: (PAN - Personal Area Network) Uma rede
doméstica que liga recursos diversos ao longo de uma
residência. Através da tecnologia Bluetooth obtém-se uma
rede PAN.
Rede Global: (GAN - Global Area Network) Coleções de
redes de longa distância ao longo do globo Rede de
Armazenamento de Dados (SAN - Storage Area Network)
Redes destinadas exclusivamente a armazenar dados.
1.25
Modelos de Redes
Hoje, é muito raro vermos uma LAN, MAN ou WAN
isoladas; elas estão conectados entre si. Quando
duas ou mais redes estiverem conectados, elas se
tornam uma internetwork ou internet.
1.26
Interconexão de Redes: Internetwork
1.27
Figure 1.12 Rede heterogênea formada por quatro WANS e duas LANS
1.28
1-3 THE INTERNET
A Internet tem revolucionado muitos aspectos de
nossas vidas diárias. Isso afetou a forma como
fazemos negócios, bem como a forma como
gastamos o nosso tempo de lazer. A Internet é um
sistema de comunicação que trouxe uma riqueza
de informações ao nosso alcance e organizou-lo
para nosso uso.
1.29
Figure 1.13 Hierarchical organization of the Internet

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Capítulo 1 introdução a comunicação de dados(1º unidade)

  • 1. 1.1 Capítulo 1 Comunicação de Dados 1º Unidade Prof. Rodrigo Ronner rodrigoronner@gmail.com rodrigoronner.blogspot.com Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
  • 2.  Dados e Sinais 1º Unidade  Sinais analógicos e digitais  Sinais Periódicos x Não periódicos  Período e Frequência  Domínio do Tempo x Frequência  Sinal composto e meio de transmissão  Largura de banda  Perda na Transmissão  Limite na Taxa de Transmissão de Dados  Taxa de Transferência  Desempenho 1º Unidade  Largura de Banda  Largura de Banda em Hertz  Largura de Banda em Bits por Segundo  Throughput  Latência (Retardo)  Tempo de Propagação  Tempo de Transmissão  Tempo de Fila  Jitter  Transmissão Digital e Analógica 2º Unidade  Principais combinações de dados e Sinais  Transmissão Analógica  Conversão Digital-Digital  Transmissão Digital Vantagens  Codificação em Linha  Esquemas de codificação: unipolar, polar e bipolar  codificação polar os esquemas NRZ, RZ, Manchester e Manchester Diferencial  Codificação em Bloco  Fases da codificação de bloco  4B/5B  Modos de Transmissão 2º Unidade  Serial  Paralela  Códigos de Dados 2º Unidade  EBCDIC  ASCII  Unicode • Multiplexação 3º Unidade  FDM  TDM  FDM versus TDM  WDM  FDMA  Espalhamento de frequência  FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)  DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) • Comutação 3º Unidade  Comutação Circuitos  Comutação Pacotes  Comutação de Mensagens • Técnicas de Detecção de Erros 3º Unidade  Prevenção de Erros  Detecção de Erros  Controle de erros • Seminário 3º Unidade  -Sonet e Ethernet - Sumário
  • 3. 1.3 1-1 Comunicação de Dados  O termo telecomunicação abrange telefonia, telegrafia e televisão e comunicação a distância (tele, em grego, quer dizer “distante”)  A palavra dados se refere a informações apresentadas em qualquer forma que seja acordada entre as partes que criam e usam os dados. Componentes Representação de Dados Fluxo de dados Topics discussed in this section:
  • 4. 1.4 Figure 1.1 Os cinco componentes da comunicação de dados
  • 5.  Mensagem: as mensagens são as informações (dados) a serem transmitidas. Entre as formas populares de informações, temos: texto, número, fíguras, aúdio e vídeo.  Emissor: O emissor é o dispositivo que envia a mensagem de dados. Pode ser um computador, estação de trabalho, aparelho telefônico, televisão e assim por diante.  Receptor: O receptor é o dispositivo que recebe a mensagem. Pode ser um computador, estação de trabalho, aparelho telefônico e assim por diante.  Meio de transmissão: O meio de transmissão é o caminho físico pelo qual uma mensagem trafega do emissor ao receptor.  Protocolo: é um conjunto de regras que controla a comunicação de dados. Representa um acordo entre os dispositivos de comunicação. 1.5 Os cinco componentes da comunicação de dados
  • 6.  Texto: o texto e representado como um padrão de bits, uma sequência de bits (0s ou 1s). Hoje em dia, o sistema de codificação predominante é denominado Unicode, que usa 32 bits para representar um símbolo ou caractere usado em qualquer linguagem no mundo.  Números: Os número também são representados por padrões de bits. Entretanto, um código como o ASCII não é usado para representar números; o número é convertido diretamente em binário para simplificar as operações matemáticas.  Imagens: As imagens também são representadas por padrões de bits. Em sua forma mais simples, uma imagem é composta por uma matriz de pixels, em que cada pixel é um pequeno ponto.  Aúdio: O aúdio é, por natureza, diferente de texto, números ou imagens. Ele é contínuo, não discreto. Mesmo quando usamos um microfone para transformar a voz ou a música em um sinal elétrico, criamos um sinal contínuo.  Vídeo: O vídeo pode ser produzido tanto como uma entidade contínua (por exemplo, por uma câmera de TV) quanto pode ser uma combinação de imagens, cada uma delas uma entidade discreta, disposta para transmitir a idéia de movimento, podemos transformar vídeo em um sinal digital ou analógico. 1.6 Representação dos dados
  • 7. 1.7 Figure 1.2 Fluxo de Dados(simplex, half-duplex, and full-duplex)
  • 8. 1.8 1-2 Redes Uma rede é um conjunto de dispositivos (muitas vezes referida como nós) conectados por links de comunicação. Um nó pode ser um computador, impressora ou qualquer outro dispositivo capaz de enviar e / ou recebimento de dados gerados por outros nós na rede. Processamento Distribuído Critérios de Redes Estruturas Físicas Modelos de Redes Categorias de Redes Interconexão de Redes: Internetwork Topics discussed in this section:
  • 9. A maioria das redes utiliza processamento distribuído, no qual uma tarefa é dividida entre vários computadores. Em vez de uma única máquina grande ser responsável por todos os aspectos de um processo, computadores distintos. 1.9 1-2 Processamento Distribuído
  • 10. Uma rede deve ser capaz de atender a certo número de critérios. Os mais importante são: desempenho, confiabilidade e segurança. Desempenho:  O desempenho pode ser medido de várias formas, inclusive pelo tempo de trânsito. Tempo de trânsito é a quantidade de tempo necessário para uma mensagem trafegar de uma dispositivo a outro.  O tempo de resposta é o tempo decorrido entre uma solicitação e sua resposta.  O Desempenho de uma rede depende de uma série de fatores, inclusive o número de usuários, os tipos de meios de transmissão, as capacidades do hardware conectado e a eficiência do software. 1.10 1-2 Critérios de Redes
  • 11. Confiabilidade: Além da precisão na entrega, a confiabilidade das redes é medida pela frequência de falhas, pelo tempo que um link leva para se recuperar de uma falha e pela robustez da rede em caso de uma catástrofe. Segurança: Entre as principais questões de segurança de rede, temos: proteção ao acesso não autorizado de dados, proteção dos dados contra danos e o desenvolvimento e a implementação de políticas e procedimentos para recuperação de violação e perda de dados. 1.11 1-2 Critérios de Redes
  • 12. Ponto a ponto: uma conexão ponto a ponto fornece um link dedicado entre dois dispositivos. Multiponto: uma conexão multiponto é uma conexão na qual mais de dois dispositivos compartilham o mesmo link. 1.12 1-2 Estruturas Físicas
  • 13. 1.13 Figure 1.4 Tipos de Topologia
  • 14. Malha: Em uma topologia de malha, cada dispositivo possui um link ponto a ponto dedicado com cada um dos demais dispositivos. Exemplo: conexão de escritórios regionais via telefone, no qual cada escritório regional precisa estar conectado a cada um dos demais escritórios regionais. 1.14 1-4 Tipos de Topologia
  • 15. Estrela: Em uma topologia estrela, cada dispositivo possui um link ponto a ponto dedicado ligado apenas com controlador central, em geral denominado hub. 1.15 1-4 Tipos de Topologia
  • 16. Barramento: Todos os exemplos anteriores descrevem conexões ponto a ponto. Por outro lado, uma topologia de barramento é multiponto. Um longo cabo atua como um backbone que interliga todos os dispositivos da rede. 1.16 1-4 Tipos de Topologia
  • 17. Anel:  Em uma topologia anel, cada dispositivo possui um link ponto a ponto dedicado com todos os outros dois dispositivos conectados de cada lado.  Um sinal percorre todo o anel em um sentido, de dispositivo para dispositivo, até atingir seu destino.  Cada dispositivo no anel possui um repetidor.  Quando um dispositivo recebe um sinal destinado a outro dispositivo, seu repetidor regenera os bits e os passa adiante. 1.17 1-4 Tipos de Topologia
  • 18. 1.18 Figure 1.9 Topologia híbrida: backbone em estrela com três redes na topologia de barramento
  • 19. As redes de computadores são criadas por diversas entidades. São necessários padrões de forma que essas redes heterogêneas possam se comunicar entre si. Os dois padrões mais conhecidos são modelo OSI e o modelo Internet. 1.19 Modelos de Redes
  • 20. Categorias de Redes: Redes Locais: uma rede local (LAN) é privada e interliga dispositivo de um escritório, prédio ou campus. 1.20 Modelos de Redes
  • 21. 1.21 Figure 1.10 An isolated LAN connecting 12 computers to a hub in a closet
  • 22. Categorias de Redes: Redes de ampla abrangência (WAN): uma Redes de ampla abrangência possibilita a transmissão de dados, imagens, áudio e vídeo por longas distâncias, por grandes áreas geograficamente que podem compreender um país, um continente ou até mesmo o mundo todo. 1.22 Modelos de Redes
  • 23. 1.23 Figure 1.11 WANs: Uma WAN comutada e uma WAN ponto a ponto
  • 24. Categorias de Redes: Redes de abrangência Metropolitana (MAN): é uma rede com tamanho intermediário entre uma LAN e uma WAN, normalmente ela cobre a área dentro de um distrito ou uma cidade. 1.24 Modelos de Redes
  • 25. Categorias de Redes: Novas Definições!! Rede Pessoal: (PAN - Personal Area Network) Uma rede doméstica que liga recursos diversos ao longo de uma residência. Através da tecnologia Bluetooth obtém-se uma rede PAN. Rede Global: (GAN - Global Area Network) Coleções de redes de longa distância ao longo do globo Rede de Armazenamento de Dados (SAN - Storage Area Network) Redes destinadas exclusivamente a armazenar dados. 1.25 Modelos de Redes
  • 26. Hoje, é muito raro vermos uma LAN, MAN ou WAN isoladas; elas estão conectados entre si. Quando duas ou mais redes estiverem conectados, elas se tornam uma internetwork ou internet. 1.26 Interconexão de Redes: Internetwork
  • 27. 1.27 Figure 1.12 Rede heterogênea formada por quatro WANS e duas LANS
  • 28. 1.28 1-3 THE INTERNET A Internet tem revolucionado muitos aspectos de nossas vidas diárias. Isso afetou a forma como fazemos negócios, bem como a forma como gastamos o nosso tempo de lazer. A Internet é um sistema de comunicação que trouxe uma riqueza de informações ao nosso alcance e organizou-lo para nosso uso.
  • 29. 1.29 Figure 1.13 Hierarchical organization of the Internet