Capítulo 7: Camada Física 7.1 As bases teóricas para comunicação de dados 7.2 Transmissão de dados guiada 7.3 Transmissão sem fios 7.4 Satélites de Comunicação 7.5 A Rede Telefónica Pública 7.6 Sistemas celulares (Telemóveis) 7.7 Televisão por Cabo
Camada Física
7-1
Capítulo 7: Sumário 7.1 As bases teóricas para comunicação de dados
❍ Análise
de Fourier
❍ Sinais
de banda limitada
❍ Ritmo
máximo de um canal
7.2 Transmissão de dados guiada 7.3 Transmissão sem fios 7.4 Satélites de Comunicação 7.5 A Rede Telefónica Pública 7.6 Sistemas celulares (Telemóveis) 7.7 Televisão por Cabo
Camada Física
7-2
Análise de Fourier
❒
Os sinais periódicos podem ser decompostos como uma soma de sinusóides, chamadas harmónicas (eventualmente mais um termo constante).
❒
As harmónicas têm frequências que são múltiplos inteiros da frequência do sinal periódico. A primeira é a fundamental.
❒
Frequência: número de oscilações por segundo
❒
A frequência [Hz] é o inverso do período [seg] f = 1/T
❒
Espectro: representação da ocupação em frequências do sinal
Camada Física
Sinusóide
❒
Representação
Período T
7-3
+A
no tempo:
tempo -A
s(t) = A.cos(2.
π.f
Amplitude (Volt) positiva
❒
0
.t +
φ)
Frequência (Hz)
Fase (radianos) de coseno
Representação na frequência: A
f
+
π f
frequência
Espectro de Amplitude
-
π
frequência
φ
Espectro de Fase
Camada Física
7-4
Sinais de banda limitada
tempo
número da harmónica 1 harmónica
2 harmónicas
Um sinal binário e as amplitudes das suas harmónicas. (b) (c) aproximações sucessivas ao sinal original.
Camada Física
7-5
Sinais de banda limitada (2)
4 harmónicas
8 harmónicas
tempo (d) (e) aproximações sucessivas ao sinal original.
Camada Física
7-6
Ritmo máximo de um canal sem ruído Capacidade de um canal: ritmo máximo de transmissão de dados de um canal
Shannon:
❒
Um canal, sem ruído, com banda B e n níveis discretos de amplitude tem capacidade: C = 2.B.log (n) bit/segundo
❒
2
Exemplo:
Canal binário (n=2) de 3 KHz: C = 6000 bps
Camada Física
7-7
Ritmo máximo de um canal com ruído
❒
Sendo a relação sinal/ruído o quociente
entre a potência de sinal (S) e a potência de ruído (N): S/N
❒ ❒
Pode ser expresso em unidades logarítmicas, chamadas decibels: 10.log
(S/N) dB
10
Um canal, com ruído, com banda B tem capacidade:
C = B.log (1+S/N) bit/segundo
❒
Exemplo:
2
Canal 3 KHz com S/N = 30 dB = 10
3
C = 30000 bps
= 1000 Camada Física
7-8
Capítulo 7: Sumário 7.1 As bases teóricas para comunicação de dados 7.2 Transmissão de dados guiada
❍ Meios ❍ Par
Magnéticos
entrançado
❍ Cabo
Coaxial
❍ Fibra
Óptica
7.3 Transmissão sem fios
7.4 Satélites de Comunicação
7.5 A Rede Telefónica Pública
7.6 Sistemas celulares (Telemóveis) 7.7 Televisão por Cabo
Camada Física
7-9
Meios Magnéticos
❒
O transporte de informação pode ser feito pelo envio físico de bandas magnéticas ou discos para o destino.
❒
Exemplo: Uma cassete Ultrium leva 200 Gbytes. Uma caixa de 60x60x60 cm leva 1000 cassetes, ou 200 Tera bytes, ou 1600 Tbit.
Uma caixa pode ser enviada em 24h por correio expresso.
O ritmo de transmissão efectivo é: R = 1600 Tbit / 86400 seg
≅ 19 Gbps
Camada Física
7-10
Meios Magnéticos (2)
❒
Se uma cassete custar 40, servir 10 vezes e o custo do envio for 1000, então custa 5000 para enviar 200 Tbytes.
❒
Isto é, 1 Gbyte fica por menos de 0.03.
❒
Nenhuma rede bate isto.
Camada Física
7-11
Par Entrançado
UTP - Unshielded Twisted Pair
Categoria 3.
Categoria 5. Categoria 3: banda de 16 MHz.
Categoria 5: banda de 100 MHz.
Categoria 6: banda de 250 MHz. Categoria 7: banda de 600 MHz. Camada Física
7-12
Cabo Coaxial
núcleo de cobre
condutor exterior entrançado
material isolante
cobertura de plástico protectora
Num cabo coaxial a banda disponível pode chegar a 1 GHz.
Camada Física
7-13
Evolução das Velocidades
❒
O IBM PC original em 1981 corria a 4.77 MHz. 20 anos depois, os PCs corriam a 2 GHz.
❍
❒
um ganho de velocidade de 20 por década.
No mesmo período, as redes aumentaram de 56 kbps (na ARPANET) para 1 Gbps (rede de comunicação óptica moderna).
❍
um ganho de velocidade de mais de 125 por década.
❍
e a taxa de erros baixou de 10
-5
para quase zero.
❒
Os CPUs aproximam-se dos limites físicos: velocidade
❒
Com a tecnologia óptica actual, é possível ritmos muito
❒
Na corrida de velocidades entre computação e
da luz e problemas de dissipação de calor.
maiores.
comunicação, a comunicação ganhou.
Camada Física
7-14
Fibra Óptica
fronteira ar ar/sílica
reflexão interna total
sílica
fonte de luz
(a) Três exemplos de um raio de luz, vindo do interior de uma fibra de sílica, incidindo na fronteira sílica/ar em diferentes ângulos. (b) Luz presa por reflexão interna total.
Camada Física
7-15
Transmissão da luz pela fibra na
Atenuação (dB/Km)
região dos infra-vermelhos
comprimento de onda (microns) Três bandas de cerca de 25000 a 30000 GHz. Atenuação em dB = 10.log
10
Potência Transmitida Potência Recebida
Camada Física
7-16
Cabos de Fibra
bainha
núcleo (vidro)
camisa (plástico) revestimento (vidro)
camisa
núcleo revestimento
(a) Vista em perspectiva de uma única fibra.
(b) Vista de topo de um cabo com três fibras.
Camada Física
7-17
Cabos de Fibra (2)
Ritmo de dados
baixo
Laser semicondutor elevado
Tipo de fibra Distância
multimodo
multimodo ou monomodo
curta
longa curto
Tempo de vida
longo Sensibilidade à temperatura pequena Custo barato
substancial caro
Uma comparação de laseres semicondutores e
LEDs (Light Emitting Diodes) como fontes de luz.
Camada Física
7-18
Rede de Fibra Óptica
de/para o computador Fio de cobre
Computador
Direcção de propagação da luz Fibra Fibra óptica
Receptor Regenerador Transmissor óptico de sinal óptico (fotodíodo) (eléctrico) (LED)
Um anel de fibra óptica com repetidores activos. Camada Física
7-19
Rede de Fibra Óptica (2)
receptor transmissor Interfaces de computadores Cada fibra que chega ilumina toda a estrela
Cada fibra que sai recebe luz de todas as fibras que chegam Uma ligação em estrela passiva numa rede de fibra óptica.
Camada Física
7-20
Capítulo 7: Sumário 7.1 As bases teóricas para comunicação de dados 7.2 Transmissão de dados guiada 7.3 Transmissão sem fios
❍O
espectro electromagnético
❍ Transmissão ❍ Transmissão ❍ Ondas
via rádio
em Micro-ondas
infra-vermelhas e milimétricas
❍ Transmissão
óptica
7.4 Satélites de Comunicação
7.5 A Rede Telefónica Pública
7.6 Sistemas celulares (Telemóveis) 7.7 Televisão por Cabo
Camada Física
7-21
O espectro electromagnético
luz visível
banda O espectro electromagnético e o seu uso para comunicações.
Camada Física
7-22
Espectro Electromagnético (2)
❒
A maior parte das transmissões usam uma
❒
Nas técnicas derivadas de espalhamento de
largura de banda estreita:
∆f/f «
1
espectro por salto na frequência (frequency
hopping spread spectrum), o emissor salta de
frequência para frequência centenas de vezes por segundo.
❒
Complexo, mas é bom para comunicações
militares, e dá boa imunidade ao fading (onda reflectida interferir com a onda directa).
❒
Usado em sistemas de telemóveis a partir da 2ª geração, IEEE 802.11, Bluetooth.
Camada Física
7-23
Transmissão via rádio
onda de superfície
superfície terrestre
superfície terrestre
(a) Nas bandas VLF, LF, e MF, as ondas rádio seguem a curvatura da terra.
(b) Na banda HF, são reflectidas na ionosfera. Camada Física
7-24
Transmissão em Micro-ondas
❒
Acima de 100 MHz, as ondas rádio vão quase em linha recta, podendo ser focadas utilizando antenas parabólicas.
❒
Têm o problema do fading entre diferentes
❒
Atravessam mal edifícios, e acima de 4 GHz a
❒
Utilizadas para comunicações telefónicas de
❒
Não exigem direito de passagem, como para
caminhos
chuva absorve o sinal.
longa distância, telemóveis e TV.
instalar fibras ópticas.
Camada Física
7-25
Política do Espectro Electromagnético
largura de banda
As bandas ISM (Industrial, Scientific, Medical) nos Estados Unidos
Camada Física
7-26
Ondas infra-vermelhas e milimétricas
❒
As ondas infra-vermelhas e milimétricas são utilizadas em controlos remotos de equipamentos domésticos.
❒
Não passam através de objectos sólidos
❒
Tem a vantagem de não interferir com o
(paredes, etc.).
vizinho do lado. E não é necessária licença oficial.
❒
Quando a frequência aumenta, as ondas
começam a comportar-se mais como a luz e menos como a rádio.
Camada Física
7-27
Transmissão óptica
fotodetector zona de visão turbulenta
raio laser falha o detector laser
calor sobe do telhado
Aqui é exemplificado um sistema de comunicação bidireccional com dois lasers.
Fácil de instalar, não precisa de licença, mas as correntes de convecção podem interferir.
Camada Física
7-28
Capítulo 7: Sumário 7.1 As bases teóricas para comunicação de dados 7.2 Transmissão de dados guiada 7.3 Transmissão sem fios
7.4 Satélites de Comunicação
❍ Satélites
geoestacionários
❍ Satélites
de órbita baixa
❍ Satélites ❍ Satélites
de órbita média
versus Fibra
7.5 A Rede Telefónica Pública
7.6 Sistemas celulares (Telemóveis) 7.7 Televisão por Cabo
Camada Física
Satélites de Comunicação
tipo
latência (ms)
7-29
Satélites necessários
Satélites de comunicação e algumas das suas
propriedades, incluindo altitude, atraso de ida e volta (RTT) e número de satélites necessários para uma cobertura global.
Camada Física
7-30
Satélites de Comunicação (2)
Banda
L. Banda
Problemas Pouca larg. banda; cheio Pouca larg. banda; cheio Interferência terrestre Chuva Chuva; custo equipamento
As principais bandas via satélite.
Camada Física
7-31
Satélites de Comunicação (3)
Satélite de comunicação
Repetidor VSATs (Very Small Aperture Terminals) utilizando um repetidor.
Camada Física
7-32
Satélites de órbita média: GPS
❒
Sistema de localização GPS (Global
Positioning System) usa 24 satélites de órbita média.
❒
Estes satélites não são usados para telecomunicações.
Camada Física
7-33
Satélites de órbita baixa: Iridium
(a)
(b)
(a) Os 66 satélites Iridium formam seis anéis à
volta da terra. Cada um tem 48 células (feixes).
(b) 1628 células móveis cobrem a terra. Camada Física
7-34
Iridium
Globalstar
Satélite comuta no espaço
Satélite retransmissor
Comutação em terra
(a) Retransmissão no espaço. (b) Retransmissão no solo.
Camada Física
7-35
Satélites versus Fibra
❒
Fibra tem muita largura de banda disponível.
❒
É fácil os utilizadores de satélites instalarem
❒
Comunicações móveis via satélite ou rádio+fibra.
❒
Difusão via satélite para muitos destinatários.
❒
O satélite pode ser preferível em territórios
antenas para utilização individual.
difíceis, pouco desenvolvidos, ou com problemas
legais para colocar fibra. Exemplo: a Indonésia tem 13677 ilhas - usam um satélite de comunicações.
❒
Rápido instalar antenas satélite - bom para militares.
❒
Combinação de fibra com satélites em aplicações particulares.
Camada Física
7-36
Capítulo 7: Sumário 7.1 As bases teóricas para comunicação de dados 7.2 Transmissão de dados guiada 7.3 Transmissão sem fios
7.4 Satélites de Comunicação
7.5 A Rede Telefónica Pública
❍ Estrutura ❍ Políticas ❍O
do sistema telefónico
Telefónicas
lacete local: Modems, ADSL e sem fios
❍ Troncas
e Multiplexagem
❍ Comutação
7.6 Sistemas celulares (Telemóveis) 7.7 Televisão por Cabo
Camada Física
7-37
Estrutura do sistema telefónico
(a) Rede totalmente ligada. (b) Comutação centralizada. (c) Hierarquia de dois níveis. Camada Física
7-38
Estrutura do sistema telefónico (2)
central de central de central de central comutação trânsito comutação local
central local
telefone
lacete local
tronca de ligação entre centrais
troncas de muito grande largura de banda
telefone
tronca de lacete ligação entre local centrais
A rota típica de um circuito para uma chamada de média distância.
Camada Física
7-39
Componentes principais do sistema telefónico
❒ Lacete
local
§ par de fios analógico para as casas e
empresas
❒ Troncas § fibras ópticas digitais ligando centrais
de comutação
❒ Centrais
de comutação
§ onde as chamadas são encaminhadas de
uma tronca para outra
Camada Física
7-40
Políticas Telefónicas central de comutação do IXC #2
central de comutação do IXC #2
central de trânsito central local
para lacetes locais
A relação entre LATAs (Local Access and Transport Areas),
LECs (Local Exchange Carrier), e IXCs (IntereXchange Carrier).
Os círculos são centrais locais LEC. Cada hexágono pertence ao IXC cujo número está marcado.
Camada Física
7-41
O lacete local computador
lacete local
tronca de média capacidade (digital, fibra) central de comutação
central local
linha digital central de comutação
central de comutação
Até 10000 lacetes locais
bastidor de modems
tronca de grande capacidade (digital, fibra)
A utilização de transmissão analógica e digital para uma ligação computador a computador. é feita pelos modems e codecs.
A conversão Camada Física
7-42
Modems (a) Um sinal binário
(b) Modulação
em Amplitude (ASK)
(c) Modulação em Frequência (FSK) (d) Modulação em Fase
(PSK - Phase
mudanças de fase
Shift Keying)
Camada Física
7-43
Modems (2)
❒
Ritmo de sinalização: número de símbolos por segundo, ou baud.
R = 1 / T = 1 / (Duração de um símbolo)
❒
Depende da banda disponível.
❒
Ritmo binário: número de bits por segundo Rb = R . log (n) 2
❒
n = nº de símbolos distintos, depende da relação sinal/ruído.
Camada Física
7-44
Modems (3)
(a) QPSK.
Ex: R = 2400 baud, Rb = 4800 bps
(Quadrature Phase Shift Keying) (b) QAM-16.
Ex: R = 2400 baud, Rb = 9600 bps
(c) QAM-64.
Ex: R = 2400 baud, Rb = 14400 bps
(Quadrature Amplitude Modulation)
Camada Física
7-45
Modems (4)
(a)
(b)
(a) V.32 a 9600 bps. 5 bits/símbolo, mas 1 bit para
correcção de erros: TCM Trellis Coded Modulation.
(b) V32 bis a 14400 bps. (7-1) bits/símbolo
Camada Física
7-46
Modems (5)
❒
V.90 usa no máximo 33600 bps no sentido ascendente. Máximo 3429 baud, com uma
constelação máxima de 1664 símbolos, perto do limite de Shannon (canal de 4 KHz).
❒
V.90 dá até 56000 bps no sentido descendente,
❒
A rede telefónica usa 8000 amostras/s com
mas funciona de forma digital do lado do ISP.
256 níveis de amplitude. Só são usadas as amplitudes com menos ruído.
❒
V.92 pode dar até 48000 bps no sentido ascendente.
Camada Física
7-47
DSL - Digital Subscriber Lines
metros Largura de banda em função da distância para cabos UTP categoria 3 para DSL.
Camada Física
7-48
DSL - Digital Subscriber Lines (2)
potência
256 canais de 4 KHz
voz
ascendente
descendente
Funcionamento do ADSL utilizando modulação multitom discreta (DMT).
Camada Física
7-49
DSL - Digital Subscriber Lines (3)
comutador de voz
telefone linha telefónica computador
Para o ISP
central local da companhia telefónica
modem ADSL
casa do cliente
Uma configuração típica de equipamento ADSL. Camada Física DSLAM = DSL Access Multiplexer, NID = Network Interface Device
7-50
Lacete local sem fios
rede telefónica Arquitectura de um sistema LMDS (Local Multipoint Distribution Service).
Camada Física
7-51
Multiplexagem por Divisão na Frequência
factor de atenuação
Canal 1
Canal 2
Canal 2 Canal 3 Canal 1
Canal 3
Frequência [KHz]
Frequência [Hz]
Frequência [KHz]
(a) As bandas originais. (b) As bandas já deslocadas na frequência. (b) O canal multiplexado.
Camada Física
7-52
Multiplexagem por Divisão no
Espectro na fibra 4 Potência
Potência
Espectro na fibra 3
Espectro na fibra 2 Potência
Potência
Espectro na fibra 1
Potência
comprimento de Onda (WDM)
Espectro na fibra partilhada
filtro Fibra 1 Fibra 2 Fibra 3
fibra partilhada de longa distância
Fibra 4
Multiplexagem por Divisão no comprimento de Onda. Camada Física
7-53
Multiplexagem por Divisão no Tempo
PCM - Pulse Code Modulation:
❒
Para reproduzir toda a informação numa banda de B = 4 KHz, o teorema da
amostragem de Nyquist diz que se tem de amostrar o sinal pelo menos a: f
s
= 2.B = 8 KHz
❒
Isto é, uma amostra a cada 125
µseg.
❒
Cada amostra é codificada com um número de 8 bits.
Camada Física
7-54
Multiplexagem por Divisão no Tempo (2)
trama de 193 bits
Canal
Canal
Bit 1 é um código de sincronização de trama
Canal
7 bits de dados por canal, por amostra
Canal
Canal
Bit 8 é para sinalização
A linha T1 (1.544 Mbps) - EUA e Japão. Camada Física
7-55
Multiplexagem por Divisão no Tempo (3)
DPCM - Differential Pulse Code Modulation:
❒
Na voz, as variações da amplitude são lentas em comparação com a frequência de amostragem.
❒
Se em vez de enviar a amplitude da amostra, se enviar apenas a diferença entre amostras consecutivas, pode-se reduzir no nº de bits por amostra. Exemplo: permitindo apenas
variações de ±16, bastam 5 bits por amostra.
❒
Se a variação for maior, ignora-se o erro. Camada Física
7-56
Multiplexagem por Divisão no Tempo (4)
As amostras consecutivas diferem ±1 Nível de quantificação
O sinal variou demasiado depressa para a codificação acompanhar
Tempo Intervalo de quantificação
Fluxo de bits enviados
Modulação delta: 1 bit por amostra. Camada Física
7-57
Multiplexagem por Divisão no Tempo (5) Codificação preditiva
❒
O DPCM pode ser melhorado utilizando os
valores de várias amostras para prever os próximos valores e codificar apenas a diferença entre o sinal e a previsão.
❒
O emissor e o receptor têm de usar o mesmo
❒
Nos telemóveis GSM é utilizado um sistema
algoritmo de previsão.
baseado em síntese de voz chamado RPE-LPC (Regular Pulse Excited - Linear Predictive
Coding) que produz 260 bits a cada 20 mseg, correspondendo a 13 Kbps.
Camada Física
7-58
Multiplexagem por Divisão no Tempo (6)
4 fluxos T1 de entrada 1 fluxo T2 de saída
7 fluxos T2 de entrada
6 fluxos T3 de entrada
Multiplexando fluxos T1 em linhas de maior capacidade, forma-se uma Hierarquia de multiplexagem.
Na Europa (sempre 4 fluxos multiplexados): 64Kbpsx32
x128
2.048 Mbps
8.848 Mbps
x512 34.304 Mbps
x2048
x8192
139.264 Mbps
565.148 Mbps
Camada Física
7-59
Multiplexagem por Divisão no Tempo (7)
3 Colunas para overhead
cada quadradinho: 8 bits Colunas
linhas
trama Sonet
trama Sonet (Synchronous Payload Envelope) Duas tramas SONET (Synchronous Optical NETwork) Camada Física
7-60
Multiplexagem por Divisão no Tempo (8)
Eléctrico
Óptico
Óptico
Ritmo de dados Bruto
Utilizador
Ritmos de multiplexagem SONET (USA) e SDH (Synchronous Digital Hierarchy) (Europa). Camada Física
Comutação de Circuitos
computador
7-61
ligação física de cobre estabelecida quando a chamada é realizada
central de comutação pacotes em fila para transmissão
computador (a) Comutação de circuitos. (b) Comutação de Pacotes.
Camada Física
7-62
Comutação de Mensagens Sinal de pedido de ligação
Tempo
Tempo de propagação
Atraso na fila
Tempo gasto à procura de uma tronca de saída Sinal de ligação aceite
tronca tronca AB BC
tronca CD
(a) Comutação de circuitos
(b) Comutação de Mensagens
(c) Comutação de pacotes Camada Física
7-63
Comutação de Pacotes
Estabelecimento de ligação Caminho físico dedicado Os pacotes seguem o mesmo caminho Os pacotes chegam na ordem Um crash do comutador é fatal Largura de banda disponível Quando pode haver congestão Pode desperdiçar de largura de banda Transmissão store-and-forward Transparência Tarifação
Com. de Circuitos Necessário Sim Sim Sim Sim Fixa Ao ligar Sim Não Sim Por minuto
Com. de Pacotes Desnecessário Não Não Não Não Dinâmica Em cada pacote Não Sim Não Por pacote
Uma comparação de redes de comutação de circuitos e de comutação de pacotes.
Camada Física
7-64
Capítulo 7: Sumário 7.1 As bases teóricas para comunicação de dados 7.2 Transmissão de dados guiada 7.3 Transmissão sem fios 7.4 Satélites de Comunicação 7.5 A Rede Telefónica Pública 7.6 Sistemas celulares (Telemóveis)
❍ Telemóveis
de 1ª geração: Voz analógica
❍ Telemóveis
de 2ª geração: Voz digital
❍ Telemóveis
de 3ª geração: Voz digital e Dados
7.7 Televisão por Cabo
Camada Física
7-65
1ª Geração - AMPS:
Advanced Mobile Phone System
(a) As frequências não são reutilizadas em células adjacentes. (b) Para adicionar mais utilizadores, podem-se usar células mais pequenas. O handoff (mudar para outra célula) demora cerca de 300 mseg. 1ª e 2ª geração: hard handoff - sai da célula antes de ligar a outra. soft handoff - tem poder ligar-se a 2 estações base
Camada Física
7-66
Categorias de Canais Os 832 canais são divididos em 4 categorias:
❒ Controlo sistema
❒ Paging
(base para móvel) para gerir o
(base para móvel) para alertar os
utilizadores de chamadas para eles
❒ Acesso
(bidireccional) para estabelecimento
de chamadas e atribuição de canais
❒ Dados dados
(bidireccional) para voz, fax, ou
Camada Física
7-67
2ª Geração - D-AMPS:
Digital Advanced Mobile Phone System
Trama TDM Ascendente Descendente ascendente e
descendente em
slots diferentes
Trama TDM móvel para base
base para móvel slot de 324 bits: 64 bits de controlo 101 bits para correcção de erros 159 bits de voz
móvel para base base para móvel
(a) um canal D-AMPS com três utilizadores. (b) um canal D-AMPS com seis utilizadores, utilizando melhor compressão.
Camada Física
7-68
GSM:
Global System for Mobile communications
Trama TDM
Canal
Frequência
base para móvel
móvel para base
Tempo
slots pertencentes ao
O GSM utiliza 124 canais na frequência,
mesmo utilizador
cada um usa um sistema TDM de 8 slots
Camada Física
7-69
GSM: parte da estrutura de tramas multitrama de 32500 bits enviada em 120 mseg
trama TDM de 1250 bits enviada em 4.615 mseg
trama de 148 bits enviada em 547 µseg
informação
reservado para uso futuro tempo de guarda de 8.25 bits (30 µseg)
informação
bit voz/dados Parte dos campos informação é para correcção de erros. Transmissão usando CDMA (Code Division Multiple Access). Camada Física
7-70
Telemóveis de 3ª Geração: Voz Digital e Dados
(1)
Serviços básicos que uma rede
IMT-2000 (International Mobile
Telecomunications) deve fornecer:
❒ Transmissão
de voz de alta qualidade
❒ Mensagens
(substituir correio electrónico,
❒ Multimédia
(música, vídeos, filmes, TV, etc.)
fax, SMS, chat, etc.)
❒ Acesso
à Internet (navegação na web,
c/multimédia)
Camada Física
7-71
Telemóveis de 3ª Geração: Voz Digital e Dados
❒ Na
(2)
Europa: UMTS (Universal Mobile
Telecommunications System)
❒ Enquanto ❒ GPRS
(General Packet Radio Service):
❍ alguns ❍a
a 3G não chega, 2.5G: GPRS
slots para tráfego de pacotes
estação base pode gerir dinamicamente o seu
número e posição, dependendo do rácio voz/dados na célula
Camada Física
7-72
Capítulo 7: Sumário 7.1 As bases teóricas para comunicação de dados 7.2 Transmissão de dados guiada 7.3 Transmissão sem fios
7.4 Satélites de Comunicação
7.5 A Rede Telefónica Pública
7.6 Sistemas celulares (Telemóveis) 7.7 Televisão por Cabo
❍ Antenas
de Televisão colectivas
❍ Internet
por Cabo
❍ Atribuição ❍ Cable
❍ ADSL
de Espectro
Modems
versus Cabo
Camada Física
7-73
Antenas de Televisão colectivas
antena para captar sinais distantes raiz
baixada
tomada
cabo coaxial
Um primeiro sistema de televisão por cabo.
Camada Física
7-74
Internet por Cabo Comutador
tronca de fibra de grande largura de banda
Cabo coaxial nó de fibra
raiz tomada Casa Fibra
Televisão por cabo Camada Física
7-75
Internet por Cabo (2) tronca de fibra
Central de de grande largura Central Lacete local local comutação de banda
Casa
Fibra Par entrançado de cobre
O sistema telefónico fixo.
Camada Física
7-76
Frequências ascendentes
Atribuição de Espectro
Frequências descendentes
Atribuição de espectro num sistema típico de TV para acesso à Internet
Camada Física
7-77
Cable Modems
Cabo coaxial
Canal descendente sem contenção: 27 Mbps utilizando QAM-64 e campos de dados de 184 bytes
Fibra raiz
Pacote
Canal ascendente com contenção: 9 Mbps utilizando QPSK e minislots de 8 bytes
Detalhes típicos dos canais ascendente e descendente na América do Norte.
Camada Física
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Acesso por ADSL versus Cabo ❒
Ambos usam fibra no núcleo da rede. No acesso, o ADSL usa par entrançado e o cabo usa cabo coaxial, cuja capacidade teórica é maior, mas transporta também TV.
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No ADSL, o canal é dedicado. No cabo, é partilhado pelos
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O ADSL necessita do telefone que é mais frequente
utilizadores do mesmo cabo.
(especialmente em empresas) do que a TV por cabo, necessária para acesso por cabo.
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Para ter ADSL, tem de se estar perto da central. No cabo não há
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O ADSL é mais seguro. No cabo todos escutam o tráfego que
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O ADSL normalmente funciona quando falta a electricidade. No
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O ADSL normalmente proporciona uma escolha do operador.
esse problema, mas o serviço tem de estar disponível.
passa, obrigando a cifrar os dados (feito pelo modem).
cabo se algum amplificador falhar, toda a gente fica desligada.
Camada Física
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