2. Transmisso da Informao

NDICE

3. Meios de Transmisso ________________________________________________2

3.1. Meios Magnticos __________________________________________________2

3.2. Pares Tranados ___________________________________________________2

3.3. Cabos Coaxias _____________________________________________________2

3.4. Fibras ticas ______________________________________________________3

3.5. Comparao entre Cobre e Fibra tica __________________________________4

3.6. Transmisso sem Fio ________________________________________________4

3.6.1. Generalidades ____________________________________________________4

3.6.2. Transmisso de Microondas _________________________________________5

3.6.3. Ondas Milimtricas e Infra Vermelhas _________________________________5

3.6.4. Transmisso de Ondas de Luz _______________________________________5

3.7. Sistemas de Rdio Chamada __________________________________________6

3.8. Radio Celular _____________________________________________________6

3.8.1. Telefones Celulares Analgicos ______________________________________6

3.8.2. Telefones Celulares Digitais ________________________________________7

3.8.3. Servios de Comunicao Pessoal ____________________________________7

3.9. Comunicao por Satlites ___________________________________________8

3.9.1. Satlites de Comunicaes __________________________________________8

3.9.2. Satlites Geo Sncronos ____________________________________________8

3.9.3. Satlites de rbita Baixa ___________________________________________9

3.9.4. Comparao de Transmisso por Satlites ou por Fibra____________________9

3. MEIOS DE TRANSMISSO

3.1. Meios Magnticos

Qualquer meio fsico capaz de transportar informaes eletromagnticas passvel de ser usado em redes de computadores. Os mais usualmente utilizados so o par tranado, o cabo coaxial e a fibra tica. Menos freqentes so radiodifuso, infravermelho, enlaces de satlite e microondas.

Uma fita de vdeo de 8 mm pode conter at 7 Gbytes. Uma caixa de 50x50x50 cm pode conter 1.000 fitas ou 7.000 Gbytes.

Caso esta caixa fosse transportada por essa empresa de transportes que gastasse 24 horas no trajeto, a banda passante seria 56 Gigabits/86.400 seg ou 648 Mbps que melhor at que a verso superior do ATM.

O custo das 1.000 fitas no atacado de 5.000 dlares. Com uso de 10 vezes por fita e embalagem de 200 dlares por semana gasta-se 700 dlares por 7 Gbytes, ou 10 centavos por Mbyte. Nenhum servio de transmisso mais barato do que este.

3.2. Pares Tranados

Par tranado o meio de transmisso de menor custo por comprimento. O par tranado normalmente utilizado com transmisso em banda bsica.

Um par tranado pode chegar at vrias dezenas de metros, com desvantagem da sua susceptibilidade interferncia e rudo. Em sistemas de baixa freqncia a imunidade ao rudo boa.

Para freqncias elevadas utilizam-se os pares tranados blindados (Shielded Twisted Pairs - STP).

Existem cinco categorias de pares tranados no blindados (Unshielded Twisted Pairs - UTP) numeradas de 1 a 5. Dessas eles usam-se para transmitir dados os de categorias 3 e 5.

Cabos UTP tem impedncia de 100 ohms com condutores de corpo slido de 22 ou 24 AWG.

3.3. Cabos Coaxiais

Um cabo coaxial constitudo de um condutor interno circundado por um condutor externo, tendo, entre os condutores, um dieltrico que os separa. O condutor externo por sua vez circundado por outra camada isolante.

Figura 3.1 Cabo Coaxial

O cabo coaxial, ao contrrio do par tranado, mantm uma capacitncia constante e baixa, teoricamente independente do comprimento do cabo.

A maioria dos sistemas com transmisso em banda bsica utilizam o cabo com impedncia caracterstica de 50 ohms, ao invs do cabo de 75 ohms usualmente utilizado nas TVs a cabo e nas redes em banda larga

Os rudos geralmente presentes em reas urbanas e industriais so de baixa freqncia, tornando as transmisses em banda bsica mais susceptveis a eles.

Usando cabos duais cada qual tem trfego em um s sentido. Cabos singelos alocam distintas faixas de freqncia para comunicao de entrada e sada em um s cabo.

3.4. Fibras ticas

Uma fibra tica composta de material dieltrico (em geral slica ou plstico), segundo uma estrutura cilndrica, transparente e flexvel.

A estrutura cilndrica bsica da fibra tica formada por uma regio central, chamada de ncleo, envolta por uma camada, tambm de material dieltrico, chamada casca.

Figura 3.2 Fibra tica

A fibra tica propaga luz por reflexes sucessivas.

A transmisso feita por um sinal de luz codificado, dentro do domnio de freqncia do infravermelho, 1012 a 1014 Hz.

Existem trs tipos de fibras ticas:

multimodo degrau

multimodo com ndice gradual

monomodo

As fontes de transmisso de luz podem ser diodos emissores de luz ou lasers semicondutores.

Fibras ticas so imunes a interferncias eletromagnticas e, isolam o transmissor do receptor (sem curto eltrico).

Chegam-se a distncias 50 Km sem repetidores e com taxas de transmisso de 150 a 620 Mbps numa nica fibra unidirecional.

A juno de fibras uma tarefa ainda delicada, principalmente em ligaes multiponto. As dobras dos cabos ticos podem tornar o ngulo de incidncia dos feixes em relao normal muito pequena provocando o escape desses feixes da fibra.

A banda passante ultrapassa 50 Tbps, limitada a 1 Gbps pela dificuldade de converso de sinais ticos em eltricos e vice-versa.

Para comunicaes so utilizadas trs faixas de comprimento de onda, centradas em 0,85, 1,30 e 1,55 microns, respectivamente. Cada faixa tem largura de 25.000 a 30.000 GHz.

3.5. Comparao entre Cobre e Fibra tica

Nas linhas ticas os repetidores ficam afastados de 30 Km, nas linhas metlicas de 5 Km.

Cabos de fibra so mais finos e mais leves.

Fibras ticas no deixam vazar a luz e so muito difceis de espionar.

Quando eltrons se movem em um cabo um interfere no outro e so afetados pelos eltrons fora do cabo. Os fotons em uma fibra no interferem com outros fotons.

A transmisso tica eminentemente unidirecional e comunicaes nos dois sentidos exigem duas fibras ou duas faixas distintas de freqncias.

As interfaces de fibras ticas custam mais do que as interfaces eltricas.

As comunicaes de dados, no futuro, para distncias superiores a alguns metros sero inequivocamente em fibra tica.

3.6. Transmisso sem Fio

3.6.1. Generalidades

As sub redes de comunicaes podem utilizar outros meios de transmisso como:

Radiodifuso (Padro IEEE 802.11)

Radiao infravermelha

Microondas

A disciplina de compartilhamento do meio pode ser feita por Multiplexao por Diviso do Espao (SDM - Space Division Multiplexing) que utiliza:

Antenas Direcionais com feixes concentrados de ondas

Estrutura Celular na qual utilizam-se pequenas potncias para abranger domnios celulares, usualmente hexagonais. Quando a estao for mvel pode mudar de clula durante uma transmisso ou recepo (handoff ou handover).

A velocidade da luz no vcuo de 3x108 m/seg ou 30 cm/ns. Em cabos metlicos ou de fibra tica a velocidade da luz de cerca de 2/3 deste valor e dependente da freqncia.

A relao entre freqncia do sinal (f), seu comprimento de onda (() e a velocidade da luz no vcuo (c) dada por (*( = c.

Para transmitir informao usam-se as seguintes faixas:

Radio (104 a 106 Hz)

Micro ondas (108 a 1010 Hz)

Infravermelho (1012 a 1014 Hz)

Luz visvel (1014 a 1015 Hz)

As faixas ultra violeta, raios x e raios gama no so usadas, pois so difceis de produzir e modular, no se propagam bem atravs de edifcios e so perigosas s coisas vivas.

A distribuio de faixas de freqncia feita mundialmente pelo ITU-R e nos USA pela FCC.

.

Como vrias estaes compartilham o mesmo meio de transmisso, necessrio utilizar um mtodo para disciplinar este compartilhamento.

Alguns dos mtodos usados so:

FDM (Frequency Division Multiplexing) TDM (Time Division Multiplexing) Multiplexao por Diviso do Espao (Space Division Multiplexing - SDM).

utilizao de antenas direcionais, que emitem sinais de rdio de alta freqncia concentrados em feixes.

rede em clulas que normalmente possuem a forma de hexgonos.

As redes em clulas, onde os usurios possuem muita mobilidade, apresentam dois problemas adicionais:

comunicao entre estaes de clulas distintas

deslocamento de estaes entre clulas (handoff ou handover)

3.6.2. Transmisso de micro ondas

Acima de 100 MHz as ondas viajam em linha reta e podem ser focadas estreitamente.

Ao contrrio das ondas de radio, as microondas no transitam bem dentro de edifcios.

As bandas de at 10 GHz esto atualmente em uso, mas acima de 8 GHz so absorvidas pela gua da chuva.

3.6.3. Ondas Milimtricas e Infra Vermelhas

Ondas milimtricas e infra vermelhas no guiadas so largamente usadas para comunicao de curto alcance, tal como nos controles remotos. Estas ondas so direcionais e no ultrapassam objetos slidos.

Estas ondas so potenciais candidatas ao uso em redes locais sem fio no interior de edificaes. Contudo no podem ser utilizadas ao ar livre porque o brilho do sol atinge tanto o espectro visvel quanto o infra vermelho.

3.6.4. Transmisso de Ondas de Luz

Pode-se utilizar feixes laser para comunicao entre edifcios. A transmisso unidirecional necessitando dois circuitos paralelos.

Como desvantagens pode-se citar:

laser no penetra chuva ou nevoeiro denso.

feixes laser so difceis de focalizar.

feixes laser podem ser desviados por correntes de conveco.

3.7. Sistemas de Rdio Chamada

Para mandar uma mensagem para um usurio de bip telefona-se para a empresa concessionria de bips informando:

cdigo de segurana

nmero do bip

mensagem

A chamada vai por cabos at uma antena que difunde a requisio ou a envia a um satlite que a difunda. Quando o bip detecta seu nmero nico ele d um alarme e exibe a mensagem. Pode-se tambm fazer multicast.

Exigem pequena banda passante porque as requisies de contm cerca de 30 bytes. Com esta taxa um canal de satlite de 1 Mbps pode dar conta de at 240.000 mensagens por minuto.

3.8. Rdio Celular

3.8.1. Telefones Celulares Analgicos

Advanced Mobile Phone System - AMPS nos USA (1982),

clulas com dimenses de 10 a 20 Km cada qual usando um conjunto de freqncias.

Telefones de mo transmitem a 0,6 watts e telefones de carros transmitem 3 watts. As clulas so modeladas por hexgonos. Unidades de 7 clulas. Entre duas clulas usando a mesma freqncia existam pelo menos duas clulas. Cada clula pode ser dividida em uma unidade de 7 clulas menores.

Figura 3.3 - sistema AMPS

Em cada clula existe uma estao base conectada a uma antena e a um dispositivo denominado Mobile Telephone Switching Office - MTSO ou Mobile Switching Center - MSC. Os MTSO podem ligar-se a outros MTSO de segundo nvel e assim sucessivamente. Cada aparelho mvel est associado a um MTSO nativo ou do lar no qual deve ser buscado

Quando um telefone mvel sai de uma clula, a estao base percebe o fato.

A estao base transfere o controle desse telefone para a clula que esteja recebendo o sinal mais forte. O muda sua freqncia para adequar-se nova clula. Este processo recebe o nome de handoff e demora 300 mseg.

O sistema AMPS usa 832 canais full-duplex, cada qual com 3 Khz separados por FDM (416 na banda B e 416 na banda A).

O nmero real de canais disponveis por clula da ordem de 45.

Ao se ligar um telefone mvel ele analisa 21 canais de controle para determinar o sinal mais forte, difundindo nesse canal seu nmero de srie e seu nmero telefnico. Quando uma percebe este sinal ela avisa o MTSO que registra a presena do usurio e avisa o MTSO do lar do usurio. Durante a operao normal os telefones mveis renovam seu registro a cada 15 minutos.

3.8.2. Telefones Celulares Digitais

Os Estados Unidos utilizam dois sistemas de telefonia celular digital:

IS-54 e IS-135 que constituem um sistema compatvel com o sistema AMPS, usando canais de 30 Khz (TDMA)

IS-95 um sistema novo (CDMA)

Na Europa houve cinco sistemas de telefonia celular analgica e que evoluram para um nico sistema digital Global Systems for Mobile Communications - GSM que opera em uma faixa de freqncia de 1,8 GHz. Este sistema usa FDM e TDM. O espectro de freqncias disponveis particionado em 50 faixas de 200 KHz. Dentro de cada faixa utiliza-se TDM para multiplexar diversos usurios.

3.8.3. Servios de Comunicao Pessoal

O objetivo ltimo da telefonia mvel a obteno de um aparelho com nmero nico que possa ser usado em qualquer lugar do mundo. Nos USA este sistema recebe o nome de Personal Communications Service - PCS e no resto do mundo chamado de Personal Communications Network - PCN.

PCS usa tecnologia celular com clulas de dimenses de 50 a 100 metros, o que permite baixas potncias (0,25 watts) e aparelhos leves. Algumas companhias telefnicas usam seus postes como suporte de suas estaes base, chamadas de tele pontos.

3.9. Comunicao por Satlites

3.9.1 Satlites de Comunicaes

Um satlite de comunicaes pode ser considerado como um grande repetidor de micro ondas no cu. Ele contm diversos transponders, cada qual recebendo uma poro do espectro, amplificando o sinal recebido e o difundindo.

A comunicao via satlite apresenta grandes vantagens em relao aos meios tradicionais, principalmente no que diz respeito grande largura de banda disponvel, mas tambm apresenta limitaes, sendo a maior delas a vida til relativamente curta (8 a 10 anos).

3.9.2. Satlites Geo Sncronos

O perodo orbital de um satlite terrestre varia com sua altitude. Para altura de 36.000 Km o perodo de 24 horas e o satlite gira mesma velocidade de rotao da terra parecendo ser estacionrio ou geo sncrono.

Um satlite tpico possui de 12 a 20 transponders, cada qual com largura de banda de 36 a 50 MHz. Um transponder de 50 Mbps pode ser usado para codificar uma faixa de 50 Mbps, 800 faixas de 64 Kbps de canais digitais de voz ou vrias outras combinaes.

A tecnologia Very Small Apertura Terminals - VSAT baseia-se em micro estaes de baixo custo com antenas de 1 metro de dimetro e potncia de 1 watt. Isto exige estaes especiais, os hubs, com grandes e poderosas antenas para intermediar a comunicao, sob pena de dobrar o tempo de acesso.

O tempo de transmisso varia entre 250 e 300 mseg. Valores tpicos so 270 mseg nos casos usuais e 540 mseg para VSAT com hub.

Figura 3.4 VSAT usando um HUB

3.9.3. Satlites de rbita Baixa

O projeto Iridium tem as seguintes caractersticas:

servio mundial de telefonia mvel, competidor do PCS

77 satlites (66) com altitude de 750 Km em rbitas polares circulares

em cada ponto do globo quando um satlite sair de vista outro estar aparecendo

48 faixas de ondas (1.628 clulas na terra)

freqncias reusadas a cada duas clulas

174 canais full-duplex por clula (total de 283.272)

transmisso entre satlites pela banda Ka

a Motorola, estima que 200 MHz seriam necessrios

o custo final para o usurio seria de US$ 3/min

3.9.4. Comparao de Transmisso por Satlites ou por Fibra

Uma simples fibra tica tem mais banda passante do que todos os satlites j lanados, juntos.

A comunicao por satlite tem alguns nichos:

Necessidade de banda passante superior ao do loop

Comunicao mvel

Situaes nas quais a difuso seja essencial

Locais sem infra-estrutura ou com ambiente hostil

Locais nos quais seja difcil ou caro lanar fibras ticas

Necessidade de rapidez

Redes de Computadores - 1 Perodo de 2000 - Cap 3 - Fls. 9