Captulo 4 Camada Fsica Eletrnica e Sinais OBJETIVO

Capítulo 4 Camada Física Eletrônica e Sinais

OBJETIVO l l l Introduzir os fundamentos de eletricidade básica; Prover o entendimento da camada física do modelo OSI; Entender a transmissão de dados nos meios de transmissão; Apresentar os diferentes fatores que afetam a transmissão de dados; Compreender os modelos de codificação de dados.

SUMÁRIO l l 4. 1 - Fundamentos de Eletricidade; 4. 2 - Fundamentos de Multímetros Digitais; 4. 3 - Sinal e ruído em Sistemas de Comunicação; 4. 4 - Fundamentos de Codificação de Sinais.

4. 1 - Fundamentos de Eletricidade l Objetivo – – Relacionar fundamentos de eletricidade ao estudo básico de sinais elétricos; Compreender a composição da eletricidade.

4. 1 - Fundamentos de Eletricidade l Estrutura – – – – – 4. 1. 1 - O Átomo de Hélio; 4. 1. 2 - Criando Átomos Estáveis; 4. 1. 3 - Eletricidade Estática; 4. 1. 4 - Corrente Elétrica, Isolantes, Condutores e Semicondutores 4. 1. 5 - Termos de Medidas Elétricas; 4. 1. 6 - Analogias para Voltagem, Corrente e Resistência 4. 1. 7 - Desenho de Voltagem AC e DC 4. 1. 8 - Circuitos em Série 4. 1. 9 - Propósito do Aterramento em Equipamentos de Redes.

4. 1 - Fundamentos de Eletricidade l 4. 1. 1 - O Átomo de Hélio – Explicar necessidade de revisar conceitos básicos de eletricidade l l – Citar exemplos de aparelhos eletro-eletrônicos envolvidos na atividade de Internetworking; Mostrar que esses conceitos são necessários ao entendimento da camada física e da camada de enlace. Rever a composição do átomo l l Nomear e explicar cada componente (núcleo, prótons, nêutrons e elétrons); Citar número atômico, peso atômico e cálculo de número de nêutrons.

4. 1 - Fundamentos de Eletricidade l 4. 1. 1 - O átomo de Hélio – Exercício(s) sugerido(s): l Identificar o átomo de Hélio (He) ou Cobre (Cu) na tabela periódica e verificar sua eletronegatividade tempo estimado de 3 min; l Calcular o número de neutrons de um átomo qualquer tempo estimado de 3 min; l Visita ao site http: //ww. webelements. com/webelements/text/key/he. html

4. 1 - Fundamentos de Eletricidade l 4. 1. 2 - Criando Átomos Estáveis – – – Rever Lei da Força Elétrica de Coulomb l Citar a noção de fluxo de elétrico sobre um sólido; Rever modelo atômico de Bohr; Explicar que elétrons do orbital mais externo do átomo podem ser liberados formando o fluxo elétrico; Rápido estudo do modelo de Bohr e da Lei da Força Elétrica de Coulomb para mostrar que outras forças atuam sobre o átomo; Exercício(s) sugerido(s): l Duas questões são apresentadas (realização a critério do professor) tempo estimado de 5 min.

4. 1 - Fundamentos de Eletricidade l 4. 1. 2 - Criando átomos estáveis – A figura abaixo pode ser utilizada para auxiliar o instrutor

4. 1 - Fundamentos de Eletricidade l 4. 1. 3 - Eletricidade estática – Introduzir noção de corrente elétrica l – Analisar causas possíveis para a criação desse fluxo; Discutir a formação de Eletricidade Estática l l Discutir o seu efeito danoso sobre equipamentos eletro-eletrônicos; Mostrar formas (correta e incorreta) de manuseio de placas e circuitos eletrônicos com o uso de manta, e pulseira anti-estática – Citar que às vezes podemos nos carregar eletro-estaticamente apenas caminhando em uma sala com carpete.

4. 1 - Fundamentos de Eletricidade l 4. 1. 3 - Eletricidade estática – Exercício(s) sugerido(s): l Utilizar uma caneta BIC e papel picado em pequena quantidade. Espalhe o papel picado sobre a mesa, de forma que os alunos possam ver, esfregue a caneta sobre os cabelos e então passe a caneta sobre o papel. Os alunos devem ver os pedaços de papel “grudar” na caneta tempo estimado de 5 min; l Leitura adicional: “Static Electricity” means “High Voltage” http: //www. amasci. com/emotor/voltmeas. html

4. 1 - Fundamentos de Eletricidade l 4. 1. 4 - Corrente Elétrica, Isolantes, Condutores e Semicondutores – Mostrar que os dispositivos e componentes de redes são compostos dos seguintes elementos: l l l Isolantes – Forte resistência ao fluxo elétrico; Condutores – Baixa resistência ao fluxo elétrico; Semicondutores – Fluxo elétrico pode ser controlado; – Citar o Silício como o mais importante elemento na construção de CHIPS.

4. 1 - Fundamentos de Eletricidade l 4. 1. 4 - Corrente Elétrica, Isolantes, Condutores e Semicondutores ISOLANTES Ar, Água pura, Papel, Borracha, Plástico, Madeira seca, Vidro. . . CONDUTORES Cobre (Cu), Ouro(Au), Prata (Ag), Água ionizada. . . O Corpo Humano (70% de Água ionizada). SEMICONDUTORES Carbono (C), Silício (Si), Germânio (Ge),

4. 1 - Fundamentos de Eletricidade l 4. 1. 4 - Corrente Elétrica, Isolantes, Condutores e Semicondutores – Exercício(s) sugerido(s): l l l Usando uma pilha elétrica de 6 V e uma lâmpada , construir circuitos elétricos com fios elétricos, papel e clips de papel. Faça os alunos observarem em que tipos de circuitos a lâmpada acendeu tempo estimado de 10 min; Utilizar um multímetro digital/analógico para verificar a resistência de cada elemento que compõe o circuito, determinando isolantes e condutores (mostrar semicondutores é mais difícil) tempo estimado de 3 min; Leitura adicional: Formas de Energia http: //easyweb. easynet. co. uk/~jesus. heals/java/basic. htm

4. 1 - Fundamentos de Eletricidade l 4. 1. 5 - Termos de Medidas Elétricas – Enfatizar uso de termos técnicos e explicá-los l l l Voltagem (V ou E, no caso de FEM) – Força Eletromotriz (FEM); – Definição; – Formas de geração; – Unidade de medida: Volts (V). Corrente (I) – Como é criada; – Definição; – Unidade de medida: Ampére (A); Resistência (R) – Definição; – Unidade de medida: (Ohms).

4. 1 - Fundamentos de Eletricidade l 4. 1. 5 – Termos de Medidas Elétricas – Enfatizar uso de termos técnicos e explicá-los l Impedância (Z) Definir impedância elétrica – Unidade de medida: (Ohms) – l Corrente Alternada (AC) – l Definição e características da corrente alternada e sua unidade de medida; Corrente Contínua (DC) – Definição e características da corrente contínua e sua unidade de medida.

4. 1 - Fundamentos de Eletricidade l 4. 1. 5 - Termos de Medidas Elétricas – Enfatizar uso de termos técnicos e explicá-los l Relação entre Corrente, Voltagem e Resistência Definir Circuito e sua composição, mostrando-a graficamente; – Definir Circuito-aberto e Curto-circuito; – l l – Definir conceito de referencial Terra; Descrever a funcionalidade de um Multímetro. Exercício(s) sugerido(s) l Leitura adicional: Eletricity Fundamentals http: //zebu. uoregon. edu/1997/ph 161/I 2. html

4. 1 - Fundamentos de Eletricidade l 4. 1. 6 - Analogias para Voltagem, Corrente e Resistência – Estabelecer uma analogia para corrente elétrica l Voltagem produz fluxo de corrente, enquanto resistência e impedância restringem o fluxo de corrente; l Mostrar ao aluno um sistema hidráulico e correlacionar os ítens importantes de um sistema elétrico com o sistema hidráulico.

4. 1 - Fundamentos de Eletricidade l 4. 1. 6 - Analogias para Voltagem, Corrente e Resistência – A figura abaixo pode ser utilizada para auxiliar o instrutor

4. 1 - Fundamentos de Eletricidade l 4. 1. 7 - Desenho de Voltagem AC e DC – Apresentar ao aluno diagramas de voltagem x tempo de correntes contínuas e alternadas l l l Construir um diagrama de voltagem x tempo – Enfatizar os eixos coordenados; – Citar exemplos de fácil visão no dia-a-dia: eletrocardiograma e eletroencefalograma; Explicar que cada conceito (por ex. : fluxo de bits, quadro de pacote, formato de pacotes) se baseia em como o sinal varia no tempo; Explicar que as ondas elétricas não podem ser visualizadas sem auxílio de algum instrumento especial (por ex. : osciloscópio ou analisador lógico).

4. 1 - Fundamentos de Eletricidade l 4. 1. 7 - Desenho de Voltagem AC e DC – Exercício(s) sugerido(s) l l Caso seja possível mostrar aos alunos o uso de um osciloscópio com o auxílio de um gerador de sinais; Explicar sua operação mostrando as entradas referentes aos eixos X e Y tempo estimado de 10 min.

4. 1 - Fundamentos de Eletricidade l 4. 1. 8 - Circuitos em série – – Definir rapidamente circuitos em série e paralelo; Exercício(s) sugerido(s): l Fazer com que os alunos construam um pequeno circuito em série utilizando uma pilha de 6 V, fios elétricos, uma lâmpada elétrica e um interruptor; – Enfocar o fato da pilha prover energia para o circuito, o chaveamento efetuado pelo interruptor e, principalmente, como a lâmpada impõe resistência e transforma energia em luz tempo estimado de 10 min.

4. 1 - Fundamentos de Eletricidade l 4. 1. 9 - Propósito do Aterramento em Equipamentos de Redes – Enfatizar a motivação para o aterramento de equipamentos eletrônicos l l Fazer rápida revisão do conceito; Descrever os problemas decorrentes da ausência e da presença de aterramento – Ruídos e choque elétrico; – Múltiplos pontos de aterramento.

4. 2 - Multímetro Digital l l Objetivo laboratórios para uso do multímetro, construção de circuitos seriais e para construção/especificação de sistemas de comunicação. Estrutura – – – 4. 2. 1 - Uso e Manuseio de um Multímetro; 4. 2. 2 - O Uso do Multímetro para Medição de Resistência; 4. 2. 3 - O Uso do Multímetro para Medição de Voltagem; 4. 2. 4 - Medição de Circuitos Seriais; 4. 2. 5 - Construção de um Circuito de Comunicação.

4. 2 - Multímetro Digital l 4. 2. 1 - Uso e Manuseio de um Multímetro – Orientar o aluno no uso do multímetro digital l l – Laboratório 4. 2. 1 tempo estimado de 15 min l l – Escalas – Tensão, corrente, resistência; Conexões. Agrupar os alunos em duplas; Usar multímetros digitais. Leitura indicada: Como usar o multímetro http: //www. autospeed. com/A_0072/P_1/article. html

4. 2 - Multímetro Digital l 4. 2. 2 - O Uso do Multímetro para Medição de Resistência – Estudar as propriedades elétricas dos materiais l l – Verificar caminhos de continuidade l – Medir resistência e continuidade; Unidade de medida: . Conceituar curto-circuito. Laboratório 4. 2. 2 tempo estimado de 30 min l l l Continuação do laboratório anterior; Sugere-se manter os mesmos grupos nesse laboratório; Praticar a medição de resistência e continuidade com o multímetro.

4. 2 - Multímetro Digital l 4. 2. 2 - O Uso do Multímetro para Medição de Resistência – Leitura indicada: Como usar o multímetro http: //www. autospeed. com/A_0072/P_1/article. html

4. 2 - Multímetro Digital l 4. 2. 3 - O Uso do Multímetro para Medição de Voltagem – Estudar as fontes de voltagem l l – Laboratório 4. 2. 3 tempo estimado de 30 min l l l – Voltagem DC; Voltagem AC. Continuação do laboratório anterior; Sugere-se manter os mesmos grupos nesse laboratório; Praticar a medição de voltagem com o multímetro. Leitura indicada: Como usar o multímetro http: //www. autospeed. com/A_0072/P_1/article. html

4. 2 - Multímetro Digital l 4. 2. 4 - Medição de Circuitos Seriais – Construir um circuito em série l l – Fazer com que os alunos tenham idéia de um circuito em série simples; Importante: o aluno deve se basear nessa idéia quando estiver testando a conectividade da camada 1 ou os protocolos da camada superior e conexões reais e virtuais. Laboratório 4. 2. 4 tempo estimado de 30 min l l l Continuação do laboratório anterior; Sugere-se mudar a composição dos grupos; Leitura indicada: Como usar o multímetro http: //www. autospeed. com/A_0072/P_1/article. html

4. 2 - Multímetro Digital l 4. 2. 5 - Construção de um Circuito de Comunicação – Consolidar o conhecimento dos alunos em relação a: l – – Caminhos, circuitos e meios Cat 5; Estudar problemas enfrentados por qualquer sistema de comunicações de dados; Importante: l l Enfatizar o uso do vocabulário elétrico; Observar a familiaridade do aluno com o UTP CAT 5 – Ver laboratório.

4. 2 - Multímetro Digital l 4. 2. 5 - Construção de um Circuito de Comunicação – Exercício(s) sugerido(s) l Especificar as características do sistema de comunicação – Decidir/Definir l Serviços de redes necessários a uma rede; l Forma de representação dos dados (ASCII, EBCDIC, MORSE); l Como abrir e encerrar sessões; l Janela e se os dados serão enviados ou não com confirmações e retransmissões; l Não é necessário se preocupar com o endereçamento da camada 3, já que a ligação é ponto-a-ponto; l Se existirem diversas estações pode-se considerar endereçamento.

4. 2 - Multímetro Digital l 4. 2. 5 - Construção de um Circuito de Comunicação – Exercícios (continuação): l Especificar as características do sistema de comunicação tempo estimado de 30 min Formato de quadro; – Especificações de sinais e de meios. – – Laboratório 4. 2. 5 tempo estimado de 50 -60 min l l Laboratório Importantíssimo para o aluno; Projetar, montar e testar um sistema de comunicação – Atentar para confiabilidade e velocidade.

4. 2 - Multímetro Digital l 4. 2. 5 - Construção de um Circuito de Comunicação – A figura abaixo pode ser utilizada para auxiliar o instrutor

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l Objetivo – – – – Estudar as características do sinal digital e analógico; Apresentar a representação de bit em um meio; Mostrar a propagação de sinal em uma rede; Mostrar o efeito da atenuação de sinal; Introduzir conceitos de reflexão, ruído, dispersão, jitter, latência e colisão; Mostrar as mensagens em termos de bits; Apresentar exemplos de codificação.

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l Estrutura – – – – – 4. 3. 1 – Comparando Sinais Digitais e Sinais Analógicos; 4. 3. 2 – Utilizando Sinais Analógicos para Construção de Sinais Digitais; 4. 3. 3 – Representação de um Bit em Meio Físico; 4. 3. 4 – Propagação de Sinais de Rede; 4. 3. 5 – Atenuação de Rede; 4. 3. 6 – Reflexão de Rede; 4. 3. 7 – Ruído; 4. 3. 8 – Dispersão, Jitter e Latência; 4. 3. 9 – Colisão; 4. 3. 10 – Mensagem em termos de bits.

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 1 - Comparando Sinais Digitais e Sinais Analógicos – Explicar que os sinais podem ser uma voltagem elétrica, um padrão de luz ou uma onda eletromagnética l Explicar que podem ser uma forma de transportar dados.

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 1 - Comparando Sinais Digitais e Sinais Analógicos – Classificar os tipos de sinais l Analógico. Mostrar suas características de amplitude, freqüência e fase; – Comentar que é utilizada há mais de 100 anos em telecomunicações. –

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 1 - Comparando Sinais Digitais e Sinais Analógicos l Digital – Mostrar as características: l Estados: curva de voltagem x tempo.

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 2 - Utilizando Sinais Analógicos para Construção de Sinais Digitais – Apresentar a síntese de Fourier na construção de ondas a partir de ondas senoidais l l Aluno deve ter ciência prévia de como as ondas se propagam, atenuam, refletem, dispersam e colidem; Citar Jean Baptiste Fourier que provou que uma quantidade especial de ondas senoidais, de freqüências harmonicamente relacionadas, múltiplas de alguma freqüência básica, poderia ser agrupada para criar qualquer padrão de onda.

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 2 - Utilizando Sinais Analógicos para Construção de Sinais Digitais – A figura abaixo pode ser utilizada para auxiliar o instrutor

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 3 - Representação de um Bit em Meio Físico – Mostrar um bit codificado como uma voltagem em um meio baseado em cobre l Fazer o aluno entender: o que acontece com um único bit; – que cada pacote é, em última análise, uma seqüência de bits, sujeitos a uma série de fenômenos. –

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 3 - Representação de um Bit em Meio Físico – Relembrar a necessidade do sinal terra de referência l Citar que um sinal terra de referência deve estar próximo aos circuitos digitais de um computador Planos de aterramento em placas de circuito impresso; – Gabinetes dos computadores são utilizados como ponto comum de conexão para estabelecer um único sinal terra de referência. – – – Citar a representação em sinais óticos; Citar a representação com sinais sem fio.

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 3 - Representação de um Bit em Meio Físico – Examinar com o aluno seis eventos que podem ocorrer com um bit: l l l propagação; atenuação; reflexão; ruído; problema de temporização; colisões.

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 3 - Representação de um Bit em Meio Físico – Exercício sugerido tempo estimado de 20 min l Se você tiver acesso a um osciloscópio de traço duplo, poderá exibir um pulso quadrado em um cabo coaxial (ou Cat 5).

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 4 - Propagação de Sinais de Rede – Explicar que os sinais elétricos levam um certo tempo para trafegar no meio l l Propagação não é instantânea; Citar que o espaço de tempo é de microssegundos ou nanossegundos; Velocidade de propagação é dependente do material utilizado no meio, da estrutura e da freqüência utilizada; Definir o termo RTT (Round Trip Time) – Tempo de ida e volta de um sinal.

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 4 - Propagação de Sinais de Rede – A figura abaixo pode ser utilizada para auxiliar o instrutor

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 4 - Propagação de Sinais de Rede – Exercício(s) sugerido(s) l Discutir as conseqüências da falta de conhecimento do tempo de propagação tempo estimado de 10 min; l Caso seja possível utilize uma mola mágica para fazer uma analogia à uma propagação de onda e cronometre seu tempo estimado de 10 min.

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 5 - Atenuação de Rede – Apresentar ao aluno o conceito de atenuação de sinais l l Mostrar que atenuação é dependente da escolha do material que compõe o meio de transmissão e da geometria; Mostrar que ocorre em todos os meios que transportam sinais Ondas de rádio; – Sinais óticos; – etc. – l Mostrar como minimizar o problema com o uso do repetidor e de estruturas físicas de baixa atenuação.

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 5 - Atenuação de Rede – A figura abaixo pode ser utilizada para auxiliar o instrutor

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 5 - Atenuação de Rede – Exercício(s) sugerido(s) l Se possível, utilize um corredor longo para mostrar a propagação de ondas sonoras. Alunos dspostos ao longo do corredor podem observar a diminuição da intensidade da voz ao longo da propagação tempo estimado de 20 min; Atenção: esse exercício deve ser controlado para evitar transtornos l Se possível, utilize um osciloscópio de traço duplo e um gerador de função, meça o sinal em dois pontos do cabo longo e veja a atenuação tempo estimado de 15 min.

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 6 - Reflexão de Rede – Explicar o conceito de reflexão de um pulso de onda l l Mostrar que os pulsos de voltagem, ou bits, podem ser refletidos; Mostrar que se não for controlada, a reflexão pode (e vai) interferir nos bits posteriores; Mostrar que a reflexão também ocorre com sinais ópticos; Mostrar que para minimizar esse problema é necessário um controle da impedância geral do sistema.

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 6 - Reflexão de Rede – A figura abaixo pode ser utilizada para auxiliar o instrutor

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 6 - Reflexão de Rede – Exercício(s) sugerido(s) l l l Se possível, coloque um dos alunos em frente à uma janela pouco iluminada. Será possível observar a imagem refletida no vidro tempo estimado de 5 min; Se possível, utilize uma corda presa a um ponto. Será possível emitir um pulso e ver uma reflexão na extremidade tempo estimado de 10 min; Se possível, utilize um osciloscópio de traço duplo e um gerador de função, meça o sinal em dois pontos do cabo longo e veja a reflexão de um circuito aberto e de um curto-circuito na extremidade do cabo coaxial ou do par trançado tempo estimado de 20 min.

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 7 - Ruído – Explicar aos alunos o conceito de ruído elétrico l l – Explicar que não há sinal elétrico sem ruído; Explicar a necessidade de se manter alta a razão sinal-ruído (S/R). Classificar os tipos de ruídos l Explicar o conceito de diafonia Explicar que existem diversas formas de diafonia l NEXT; – Explicar a observância rigorosa aos procedimentos de terminação e uso de cabos de par trançado de qualidade. –

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 7 - Ruído – Classificar os tipos de ruídos l l l Ruído térmico; Energia AC/Ruído terra de referência; Interferência eletromagnética/Interferência da freqüência de rádio O efeito antena; – Indução entre cabos. –

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 7 - Ruído – Comentar sobre imunidade dos meios l l l Fibra óptica; Cabeamento à base de cobre; Sistemas de transmissão por ondas de rádios.

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 7 – Ruído – Discutir como minimizar os efeitos do ruído l l Térmico; Terra de referência/AC – l O uso do terra; Eletromagnética e freqüência de rádio Aumentar tamanho dos fios condutores; – Melhoria do tipo do material de isolamento utilizado; – Blindagem/Cancelamento; – Frisar o aumento de custo. –

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 7 - Ruído – A figura abaixo pode ser utilizada para auxiliar o instrutor

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 7 - Ruído – A figura abaixo pode ser utilizada para auxiliar o instrutor

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 7 - Ruído – A figura abaixo pode ser utilizada para auxiliar o instrutor

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 7 - Ruído – A figura abaixo pode ser utilizada para auxiliar o instrutor

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 7 - Ruído – Exercício(s) sugerido(s) l – Se possível, utilize um osciloscópio de traço duplo e um gerador de função, passe o cabo perto de alguma fonte conhecida de ruído (motores elétricos, iluminação fluorescente, cabos de energia) e veja que ruído o sinal adquire tempo estimado de 20 min. Leitura adicional: Testes sobre ruído elétrico conduzido http: //epics. aps. anl. gov/techpub/lsnotes/ls 232. html

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 8 - Dispersão, Jitter e Latência – Explicar o conceito de temporização e sua importância em redes l Diferenciar dispersão de jitter e latência Dispersão é quando o sinal aumenta em tempo l Comentar as soluções; – Jitter é decorrente da não sincronia de relógio entre origem e destino l Comentar a solução óbvia; – Latência, em um meio físico, é o tempo que um bit leva para trafegar uma determinada distância l Comentar as soluções para esconder a latência; l Comentar que os circuitos eletrônicos podem aumentar a latência total. –

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 8 - Dispersão, Jitter e Latência – A figura abaixo pode ser utilizada para auxiliar o instrutor

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 8 - Dispersão, Jitter e Latência – Exercício(s) sugerido(s) tempo estimado de 20 min l Se possível utilize um osciloscópio de traço duplo e um gerador de função, você poderá mostrar o pulso original e depois o pulso ampliado se um segmento de cabo suficientemente longo for utilizado.

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 9 - Colisão – Explicar o conceito de colisão l l l Como acontece uma colisão em um meio; Efeitos negativos e positivos da colisão; Formas de tratamento de colisão Detecção; – Prevenção. –

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 9 - Colisão – Exercício Sugerido tempo estimado de 20 min Se possível, utilize um osciloscópio de traço duplo e um gerador de função, coloque um sinal em cada meio, sincronize-os e observe que o nível de voltagem é o dobro do que deveria ser para o binário zero. l

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 10 - Mensagem em Termos de Bits – Efetuar o relacionamento entre bits, quadros, pacotes e, em último caso, à mensagens de comunicações de dados l l Mostrar que, ao ser colocado no meio, o bit sofre todos os efeitos apresentados até o momento; Mostrar que os quadros contém pacotes.

4. 3 - Sinal e Ruído em Sistemas de Comunicação l 4. 3. 10 - Mensagem em Termos de Bits – A figura abaixo deve ser utilizada para auxiliar o instrutor

4. 4 - Fundamentos de Codificação de Sinais de Redes l Objetivo – – l Apresentar exemplos clássicos de codificação; Explicar modulação de codificação. Estrutura – – 4. 4. 1 - Exemplos Clássicos de Codificação; 4. 4. 2 - Modulação e Codificação.

4. 4 - Fundamentos de Codificação de Sinais de Redes l 4. 4. 1 - Exemplos Clássicos de Codificação – – Fornecer analogias históricas para comunicações de dados em longa distância; Mostrar que para enviar uma mensagem em longa distância, dois problemas que devem ser resolvidos: l l – Como expressar a mensagem (codificação ou modulação); Como transportar a mensagem (portadora). Explicar o conceito de codificação.

4. 4 - Fundamentos de Codificação de Sinais de Redes l 4. 4. 1 - Exemplos Clássicos de Codificação

4. 4 - Fundamentos de Codificação de Sinais de Redes l 4. 4. 2 - Modulação e Codificação – Mostrar a similaridade e a diferença entre modulação e codificação l Comentar as formas de modulação: – l Amplitude, Freqüência e Fase; Mostrar que codificação é um termo mais genérico l l Exemplificar que as comunicações de dados codificam os binários um e zero como voltagens; Esquemas de codificação: NRZ, Manchester e 4 B/5 B (elétrico e ótico), 8 B/10 B (ótico).

4. 4 - Fundamentos de Codificação de Sinais de Redes l 4. 4. 2 - Modulação e Codificação – Mostrar que as redes ainda utilizam para efetuar comunicação l l – Pulsos de voltagem; Luz de Diodos Emissores de Luz (LED); Laser; Ondas eletromagnéticas. Explicar que codificação em redes significa converter 1 s e 0 s em algo real ou físico l l l Pulso elétrico; Pulso de luz em uma fibra ótica; Pulso de ondas eletromagnéticas no espaço.

4. 4 - Fundamentos de Codificação de Sinais de Redes l 4. 4. 2 - Modulação e Codificação – Mostrar dois métodos l l – NRZ – mais simples; Manchester – mais complexa, maior imunidade a ruído; Explicar relacionamento entre codificação e modulação l l AM (modulação de amplitude); FM (modulação de freqüência); PM (modulação de fase); Formas mais complexas.

4. 4 - Fundamentos de Codificação de Sinais de Redes l 4. 4. 2 - Modulação e Codificação – Explicar resumidamente que as mensagens podem ser codificadas de várias formas: l Como voltagens em cobre – l Como luz conduzida – l Codificações Manchester e NRZI; Codificações Manchester e 4 B/5 B; Como ondas EM radiadas – Variações de AM, FM e PM.

4. 4 - FUNDAMENTOS DE CODIFICAÇÃO DE SINAIS DE REDES l 4. 4. 2 - Modulação e Codificação – As figuras abaixo podem ser utilizadas para auxiliar o instrutor

4. 4 - Fundamentos de Codificação de Sinais de Redes l 4. 4. 2 - Modulação e Codificação – As figuras abaixo podem ser utilizadas para auxiliar o instrutor

Revisão l Faça a revisão do que foi ministrado nesse tópico – Existem 5 (cinco) questões previamente selecionadas, com as devidas respostas; – Questões adicionais podem ser incluídas, de acordo comportamento da turma; Total de questões não deve exceder a 10, para evitar consumo de tempo e desgaste. –

Avaliação l Após a revisão promova um “Perguntas e Respostas” – – Dependendo do comportamento da turma, constituir equipes; Existem 10 (dez) questões previamente selecionadas; Questões adicionais podem ser incluídas, de acordo comportamento da turma; O total de questões não deve exceder a 20, para evitar consumo de tempo e desgaste.

Resumo l Ao final desse tópico faça um resumo rápido do que foi apresentado – – l Enfoque os aspectos elétricos abordados; Os resultados laboratórios. Apresente brevemente o próximo capítulo.