2. Camada Física

A camada física do modelo OSI, também chamada de layer 1 ou physical layer, trata da transmissão transparente de sequências de bits pelo meio físico, sendo a parte final da comunicação, ou seja, onde a transmissão pelo meio de comunicação realmente acontece.

Na camada física do modelo OSI estão definidos os padrões mecânicos (conectores, painéis de conexão, cabos, etc…), funcionais (DCE ou DTE, por exemplo), elétricos (voltagens, codificação de linha, etc…) e procedimentos para acesso a esse meio físico.

Nessa camada também temos as especificações dos meios de transmissão, como por exemplo: transmissão via satélite, cabo coaxial, radiotransmissão (rádios digitais ponto a ponto, Wifi, espalhamento espectral, etc.), par metálico (UTP e STP), fibra óptica (monomodo ou multimodo), etc…

Dispositivos da Camada Física

Os dispositivos que estão situados na camada física do modelo OSI são os componentes do cabeamento estruturado, tais como conectores, transceiver, patch panels, cabos e também os HUBs e repetidores.

O Hub são equipamentos que não tem “inteligência”, isto é, eles não têm a capacidade de ler endereços ou tomar decisões baseadas em quaisquer tipos de informações, eles simplesmente atuam como um “curto-circuito” ou um “barramento” encaminhando a informação recebida em uma porta para todas as outras.

Essa transmissão realizada pelos Hubs e Repetidores é realizada com apenas um par metálico, sendo realizada tanto a transmissão quanto a recepção dos dados pelo mesmo par.

Como os bits são sinais elétricos (ondas eletromagnéticas), por exemplo -5 Volts seria o bit zero e +5 Volts o bit 1, se houver a transmissão de dois deles ao mesmo tempo ocorrerá um problema chamado “colisão”.

Uma colisão é no “popular” uma “batida” e é isso mesmo, as ondas colidem ou batem uma na outra e o resultado dessa colisão vai ser uma coisa que nem é um bit zero nem um bit 1, ou seja, um sinal que não pode ser interpretado e deve ser descartado.

Se o computador detecta uma colisão, toda transmissão é interrompida e é emitido um sinal (“jam” de 48 bits) para anunciar que ocorreu uma colisão, o qual tem o objetivo de evitar colisões sucessiva

Alguns Conceitos

Ideia básica

• Codificar os dados como energia e transmitir energia
• Decodificar a energia no destino em dados
• Energia pode ser elétrica, luz, radio, som,..
• Cada forma de energia tem propriedades e requerimentos de transmissão diferentes

Transmissão de Informação

Principais conceitos

• Codificação

• transmissão

Processo de Comunicação:

1. Geração de uma idéia na origem;

2. Descrição através de símbolos;

3. Codificação do símbolo e uma forma propícia à transmissão em um meio;

4. Transmissão desses símbolo codificado ao destino;

5. Decodificação e reprodução dos Símbolos.

Conceitos Básicos

• Informação

• Ideias ou dados manipulados pelos agentes que as criam, manipulam e processam.

• Sinais é a materialização específica desta informação utilizada no momento da transmissão.

Sinais

• Homem -> sinais acústicos;

• Sist. de comunicação ->sinais ou ondas eletromagnéticas através de meios físicos de transmissão

Sinais

• Amplitude em função do tempo

“Informação”

• Dados úteis + dados de controle e/ou sincronismo

• A informação é representada por sinais.

“Sinais”

• É um fenômeno elétrico que pode ser descrito por parâmetros adequados.

• Representação elétrica, eletromagnética ou ótica dos dados

“Transmissão”

• Comunicação de dados através da propagação de sinais.

Fonte (source)

• Gera dados para serem transmitidos

Transmissor (transmiter)

• Converte dados em sinais

Sistema de Transmissão (transmission system)

• Transporte dos Dados

Receptor (Receiver)

• Converte o sinal recebido em dados

Destino (Destination)

• Recebe os dados

Conceitos Básicos

Comunicação

• Ato de transmitir informações através de símbolos;
• Preservar seu significado

• Recuperar seu entendimento

• Permitir sua manipulação

Transdutor de Entrada

• Converte o sinal de entrada para forma elétrica (ex. microfone).

Transmissor

• Adequa o sinal de entrada ao canal para minimizar os efeitos de distorção e ruído introduzido pelo canal (ex. amplificação, codificação, modulação).

Canal

• Conexão elétrica entre o transmissor e o receptor (Ex. par metálico, fibra óptica, rádio). �

• Devido a imperfeições na resposta de freqüência do canal o mesmo provoca distorção no sinal transmitido. �

• O canal introduz atenuação no sinal transmitido que aumenta com a distância

Canal

• O canal introduz sinais indesejáveis que denominaremos ruído.
• O ruído pode ser de natureza externa (canais adjacentes, equipamentos elétricos, tempestade solares, radiação intergalactica) ou interna (movimento térmico de elétrons, emissões aleatórias, difusão e recombinação de portadores em dispositivos semicondutores).

Receptor

• Extrai da versão degradada do sinal transmitido a informação enviada pela fonte.
• Caso o nível do sinal recebido esteja abaixo de um dado limite (sensibilidade do receptor) ou a relação sinal/ruído seja baixa o receptor não irá recuperar a informação.

Transdutor de saída

• Realiza a conversão do sinal elétrico para a forma apropriada da mensagem de saída (ex. alto falante).

Sistemas de comunicações, que compõe as redes, utilizam sinais que trafegam através dos meios físicos de transmissão

O sucesso da Transmissão de Dados depende principalmente de dois fatores:

• A qualidade do sinal sendo transmitido

• Características do meio de transmissão

A transmissão de dados ocorre entre o transmissor e receptor sobre algum meio de transmissão, pela variação de alguma propriedade física no meio de transmissão. A comunicação sobre o meio de transmissão se dá na forma de ondas eletromagnéticas. Sinais eletromagnéticos são usados como meio de transmitir dados.

Códigos de Comunicação

Bits e Bytes 0s e 1s são símbolos do sistema binário um digito binário é referenciado como um bit em notação posicional

Agrupamento de bits

A utilização de códigos binários simples e padronizados permite que a informação seja codificada e decodificada por meios elétricos, possibilitando a comunicação de dados automatizada.

Código

• conjunto de definições padronizadas que dão significado aos caracteres

Caracter

• letras, símbolos e controles

Elementos de sinalização

• representação dos caracteres que são transmitidos sobre uma linha de transmissão

Sinal

• Qualifica tanto a natureza da informação, quanto a característica dos sinais utilizados para a transmissão através dos meios físicos;

Classificação dos sinais:

• Discretos.
• Contínuos.
• Analógicos.
• Digitais.
• Determinísticos.
• Aleatórios.

Sinal Discreto

Sinal definido para valores específicos de tempo

Varia de um nível constante para outro nível constante

Sinal Contínuo Sinal definido para todos os valores do tempo. Varia num intervalo infinito de valores