Redes - Teoria da Comunicação

Redes de Computadores Professor MSc.Sérgio Luís Tambosi Módulo I Página 1 de 5 Conceitos de Comunicação Comunicação indica a transferência de informação (mensagem) entre um emissor e um ou mais receptor (es), usando-se um código (protocolo) através de um determinado meio. Desde os primórdios o homem se comunica, utilizando-se de diversos meios como sinais manuais, sinais de fumaça, de luz, tambor, pela fala, por sinais elétricos e finalmente por sinais luminosos em fibra ótica. Exemplos de Comunicação Uma declaração de Amor enviada por carta de Maria para João: Emissor=> Maria, Receptor=> João, Meio=> O correio, Protocolo=> Português e Mensagem => A carta Uma música transmitida pelo rádio por uma estação Fm: Emissor=> A Rádio Fm, Receptor=> As Pessoas Sintonizadas naquela estação naquele momento, Meio=> Ondas de Rádio (Propagação), Protocolo=>Português e Mensagem=> A música Um Email enviado de Mario para Tania: Emissor=> Mario, Receptor=> Tania, Meio=> Internet, Protocolo=>TCP/IP e Mensagem=> O Email Tão importante quanto a mensagem é também o tratamento e a qualidade com que ela é apresentada. Para que o emissor e o receptor se comuniquem adequadamente eles devem falar o mesmo código, símbolos ou linguagem, com regras pré-estabelecidas as quais chamamos Protocolos de Comunicação. Como na vida real, em comunicações feitas por equipamentos eletrônicos (Celulares, Modens, Switch´s, Computadores, etc), o protocolo deve ser o mesmo nas duas pontas (Emissor e Receptor) e seguir uma série de regras, como velocidade, modulação e ritmo de transmissão para que a mensagem seja entendida. Durante a comunicação podem ocorrer problemas ou interferências que prejudicam a comunicação. Estas interferências sempre ocorrem sobre o MEIO e distorcem a mensagem. Assim, temos os 5 (cinco) elementos básicos de uma comunicação: 1 – Emissor : aquele que GERA a mensagem 2 – Receptor : aquele que recebe a mensagem 3 – Mensagem : aquilo que se quer transmitir 4 – Meio : o caminho/forma pela qual a mensagem é transmitida 5 – Protocolo – a linguagem/regras de como a mensagem será codificada e transmitida Tipos de Comunicação Unicast – Ocorre entre um ÚNICO emissor e um ÚNICO receptor (palavra chave ÚNICO), por exemplo: Carta de João para Maria, Ligação telefônica de Pedro para Júlia, Comunicação entre dois computadores Broadcast – Ocorre entre um ÚNICO emissor e TODOS os receptores que estiverem ao alcance (palavra chave TODOS), por exemplo: Música transmitida por uma estação de rádio (em relação a estação) Redes de Computadores Professor MSc.Sérgio Luís Tambosi Módulo I Página 2 de 5 Multicast – ocorre entre um ÚNICO emissor e um ou mais GRUPOS de receptores previamente selecionados (palavra chave GRUPO), como por exemplo: TV a cabo, uma mensagem de promoção da operadora de celular a seus usuários com perfil preferencial (em relação aos usuários, só os que tem perfil preferencial receberão a mensagem) O tipo de comunicação sempre leva em conta a referência ou o ponto de vista. No exemplo a emissora de rádio, se considerarmos o ponto de vista do usuário, poderíamos dizer que é um Multicast (grupo de usuários de rádio que está sintonizado naquela rádio, naquele momento). Anicast – ocorre entre um ÚNICO emissor e o MAIS PRÓXIMO receptor previamente selecionado (palavra chave MAIS PRÓXIMO), como por exemplo: Tipicamente usado em roteamento para a nova versão do IPv6, o endereço Anycast é atribuído a várias interfaces e assim que uma recebe (a mais próxima) as demais podem descartar o pacote. Observa-se que para que uma comunicação seja bem feita, existe apenas um ÚNICO emissor. Formas de Transmissão de Sinais A forma mais comum de transmissão de sinais é através do som, onde a informação se propaga por ondas sonoras. Isso ocorre quando conversamos com outras pessoas. Nas comunicações através de sinais/ondas elétricas (que é o que nos interessa), são utilizados equipamentos eletro/eletrônicos como o telefone, o computador ou um modem e o sinal elétrico (pulso elétrico) se propaga por cabos e fios de cobre. Também podemos transmitir informações por ondas eletromagnéticas enviadas pelo ar, como as ondas de rádio, microondas e satélites. Em fibras óticas e pelo ar, podemos utilizar a luz para transmitir as informações em alta velocidade. Vejamos o esquema: Formas de Transmissão de Sinais (Dados, Voz e Imagens) Forma Meio Exemplo Sinais Elétricos (Pulsos) Fios e Cabos de Cobre Telefone Fixo, Redes Locais (cabeadas) Ondas Eletromagnéticas Ar Rádios, Celulares, Satélite Variação de Luz Fibras Óticas /Ar* Backbones de redes,Links dedicados * É possível a transmissão pelo AR por ondas Luminosas, porém não é comum sua utilização. O Sinal Elétrico (Histórico) • 1844 Samuel Morse inventa o telégrafo e o código Morse que codificava as letras através de traços longos e curtos, analogamente ao código ASCII. Neste ano ocorre a 1.ª transmissão via fios de cobre a uma distância de 64 Km (transmissão de on/off – liga desliga). Telégrafo de Morse • 1866 – Western Union instala 4 mil agências de telégrafo ao longo das estradas de ferro americanas. Os problemas se encontravam nas grandes distâncias e na qualidade ruim das linhas (problemas inerentes ao meio de transmissão) e o serviço utilizado era ponto-a-ponto, ou seja, transmitia-se do emissor ao próximo ponto, e para o outro e assim sucessivamente até chegar ao destino. Erros nas transmissões eram comuns. Redes de Computadores Professor MSc.Sérgio Luís Tambosi Módulo I Página 3 de 5 • 1876 Alexander Graham Bell registra em Boston, a patente do telefone poucas horas antes de Elisha Gray registrar a mesma patente em Chicago. O telefone era vendido aos pares para cada usuário que deveria fazer a conexão entre os mesmos. Telefone de Bell • O primeiro aparelho, de 1876, era muito rudimentar. Não dava para falar e ouvir ao mesmo tempo, como os de hoje. Outros cientistas começaram a melhorá-lo, e naquele mesmo ano, Thomas Alva Edison, após dezenas de tentativas,conseguiu inventar um aparelho que ouvisse – e falasse. • Bell fez os primeiros testes com seu recém-inventado telefone recitando Shakespeare durante a Exposição do Centenário da Independência dos Estados Unidos, realizada em Filadélfia, em 1876. • Western Union se aliou a Elisha Gray e implantou redes telefônicas nos EUA, substituindo os telégrafos por aparelhos telefônicos. Após 2 anos de batalhas judiciais Bell vence e ganha 20% da então gigante Western Union. Estação de Telégrafo da Western Union - 1890 • Cem anos mais tarde (1978) a AT&T, de Bell já era a maior empresa do mundo, com mais de 1 milhão de empregados e 100 milhões de telefones instalados. • No final do século XIX, o telefone ponto a ponto torna-se um problema: muitos fios atravessados entre as casas para fazer a conexão entre os terminais que proliferaram até o início do século XX. Desenvolveu-se então o conceito de centralização e telefonistas faziam a conexão manual entre os telefones e com outras telefonistas até que o terminal destino fosse encontrado e conectado (como visto em cenas de filmes antigos); Telefonistas - 1950 • Almon Brown Strowger era um empresário do setor funerário que levava muito jeito para criação de aparelhos elétricos e telegráficos. Sua principal invenção se deu por causa da esperteza da mulher de seu concorrente no ramo. Ela era telefonista e, sempre que recebia pedidos de ligação para a funerária de Strowger, “por acaso” não conseguia completar a ligação.Para acabar com as “falhas técnicas” que lhe tirava muitos clientes, Strowger criou em 1892 a central telefônica automática, a primeira do mundo, com apenas 56 telefones. • Em 1984 houve a queda do monopólio da AT&T, por decisão judicial nos EUA e muitas companhias entraram no ramo de telecomunicações. Redes de Computadores Professor MSc.Sérgio Luís Tambosi Módulo I Página 4 de 5 O Código Morse é considerado o primeiro protocolo de comunicação de dados inventado no mundo. A = .- B = -... C = -.-. D = -.. E = . F = ..-. G = --. H = .... I = .. J = .--- K = -.- L = .-.. M = -- N = -. O = --- P = .--. Q = --.- R = .-. S = ... T = - U = ..- V = ..- W = .-- X = -..- Y = -.-- Z = --.. 1 = .---- 2 = ..--- 3 = ...-- 4 = ....- 5 = ..... 6 = -.... 7 = --... 8 = ---.. 9 = ----. 0 = ----- . = .-.-.- , = --.-- ? = ..--.. Tipos de sinais Em redes de comunicação, as informações são transformadas em sinais elétricos e ondas eletromagnéticas para poder percorrer os meios que as conduzem (fios e o ar) e podem ser classificadas como sinais analógicos e sinais digitais Olha a Onda Fisicamente uma onda é um pulso energético que se propaga através do espaço ou através de um meio (líquido, sólido ou gasoso). Nada impede que uma onda eletromagnética se propague no vácuo ou através da matéria, como é o caso das ondas eletromagnéticas no vácuo ou dos neutrinos através da matéria onde as partículas do meio oscilam à volta de um ponto médio, mas não se deslocam; exceto pela radiação eletromagnética, e provavelmente as ondas gravitacionais, que podem se propagar através do vácuo. Uma boa analogia de como funcionam as ondas eletromagnéticas (que se propagam pelo ar) é a mostrada na figura abaixo onde ondas de energia se propagam pelo meio líquido após um objeto ser jogado neste meio. Observe que as ondas ficam mais fracas a medida que se afastam do centro. Esta mesma característica é observada em ondas eletromagnéticas que ficam mais fracas a medida que se afastam da antena transmissora ou de sua fonte original. Sinais analógicos – são sinais elétricos que podem assumir diversos valores de amplitude (altura da onda dada em volts) em um determinado espaço de tempo (frequência). O sinal analógico é uma onda senoidal contínua, que pode assumir diversas formas. O sinal analógico possui três componentes principais que são: amplitude – a potência da onda (altura), ciclo – é uma variação de 360 graus que ocorre no sinal elétrico em um determinado espaço de tempo e freqüência que é o número de ciclos por segundo (dado em hertz – hz). Redes de Computadores Professor MSc.Sérgio Luís Tambosi Módulo I Página 5 de 5 Exemplos de Sinais Analógicos Os Sinais analógicos foram comumente utilizados em telefonia (fixa e celular) e atualmente são utilizados em televisão (normal e à cabo). Por ser contínuos, os sinais analógicos são mais difíceis de se gerar e detectar e estão mais sujeitos a distorções, atenuações e ruídos ao longo de sua transmissão. Tem maior alcance se comparados aos sinais digitais. Sinais Digitais – os sinais que representam a informação assumem valores fixos de amplitude, que são predeterminados no tempo (amplitude fixa). O sinal digital básico é binário, ou seja, só pode assumir dois valores que são 0 e 1. Isto torna mais fácil a geração e mesmo a detecção do sinal. O sinal digital é uma onda quadrada. Sinal Digital No caso de redes de comunicação digitais, normalmente os sinais emitidos assumem os valores “0” (zero) ou “1” (um) e por isso são conhecidos como sinais binários. Exemplo de mensagem codificada em sinais digitais Comparativo entre sinais digitais e analógicos • O sinal digital é mais fácil de gerar e corrigir, caso existam erros na transmissão. • A comunicação digital é mais robusta do que a comunicação analógica. • Nos sistemas digitais pode-se usar repetidores regenerativos (que regeneram o sinal). • É mais fácil e mais eficiente multiplexar (combinar) sinais digitais do que sinais analógicos. • Sinais digitais podem ser codificados para ter taxas de erro extremamente baixas e alta fidelidade. • Sinais digitais podem ser codificados (criptografados) para se ter privacidade na comunicação. • Os circuitos (hardware) digitais são, em geral, mais baratos, mais fáceis de encontrar. • Sistemas digitais são mais flexíveis, ou seja, facilitam expansões e mudanças futuras. • Sinais digitais sofrem menos interferência, pois só tem dois símbolos (0 e 1). • Sinais digitais podem ser gravados e gerados diretamente nos computadores. • Sinais analógicos se propagam melhor e tem mais alcance (na mesma frequência/amplitude). icas e Digitais

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