REDES DE COMPUTADORES I, Trabalhos de Redes de Computadores

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REDES DE COMPUTADORES I

Professor: Luiz Carlos Pessoa Albini

Sumário

• 1 Modelos de Referência...........................................................................................................................
  • 1.1 Modelo de Referência OSI.............................................................................................................
  • 1.2 Modelo de Referência TCP/IP........................................................................................................
• 2 Topologias..............................................................................................................................................
• 3 Comunicação Serial X Comunicação Paralela.....................................................................................
  • 3.1 Síncrono X Assíncrona.................................................................................................................
• 4 Equipamentos.......................................................................................................................................
• 5 Analógica.............................................................................................................................................
  • 5.1 Ondas............................................................................................................................................
    • 5.1.1 Transmissão de rádio............................................................................................................
    • 5.1.2 Transmissão de micro-ondas.................................................................................................
    • 5.1.3 Transmissão em Infravermelho.............................................................................................
    • 5.1.4 Transmissão via luz...............................................................................................................
    • 5.1.5 Satélites de comunicação......................................................................................................
  • 5.2 Modulação....................................................................................................................................
    • 5.2.1 GFSK....................................................................................................................................
    • 5.2.2 DSSS.....................................................................................................................................
    • 5.2.3 Transmissão em banda Passante...........................................................................................
• 6 Duplexação e Multiplexação................................................................................................................
  • 6.1 Multiplexação...............................................................................................................................
  • 6.2 Duplexação + Multiplexação........................................................................................................
• 7 Codificação Digital..............................................................................................................................
  • 7.1 Taxa de Sinalização X Taxa de TX...............................................................................................
• 8 Enlace...................................................................................................................................................
  • 8.1 MAC.............................................................................................................................................
    • 8.1.1 Aloha.....................................................................................................................................
      • 8.1.1.1 Aloha e Aloha Discreta.................................................................................................
    • 8.1.2 CSMA...................................................................................................................................
      • 8.1.2.1 CSMA-CD....................................................................................................................
      • 8.1.2.2 CSMA-CA....................................................................................................................
    • 8.1.3 Passagem de bastão...............................................................................................................
  • 8.2 LLC..............................................................................................................................................
    • 8.2.1 Enquadramento.....................................................................................................................
    • 8.2.2 Sequencialização...................................................................................................................
    • 8.2.3 Controle de Fluxo.................................................................................................................
      • 8.2.3.1 Para-e-Espera................................................................................................................
      • 8.2.3.2 Janelas Deslizantes........................................................................................................
  • 8.3 Detecção de Erros.........................................................................................................................
    • 8.3.1 Teste de Paridade..................................................................................................................
      • 8.3.1.1 Paridade Horizontal......................................................................................................
      • 8.3.1.2 Paridade Vertical...........................................................................................................
    • 8.3.2 Checksum.............................................................................................................................
    • 8.3.3 CRC......................................................................................................................................
• 9 Protocolo Kermit..................................................................................................................................
• 10 Códigos Corretores de Erro................................................................................................................
  • 10.1 Códigos de Hamming.................................................................................................................
  • 10.2 Códigos de Reed-Solomon.........................................................................................................
• 11 Compactação......................................................................................................................................
  • 11.1 LZW...........................................................................................................................................
    • 11.1.1 Pseudocódigo......................................................................................................................
    • 11.1.2 Pseudocódigo para descompactação...................................................................................
• 12 Ethernet..............................................................................................................................................
  • 12.1 Redes Ethernet de 10 MBPS......................................................................................................
    • 12.1.1 Barramento.........................................................................................................................
    • 12.1.2 Estrela.................................................................................................................................
    • 12.1.3 Switches..............................................................................................................................
    • 12.1.4 Full-Duplex.........................................................................................................................
  • 12.2 Redes Ethernet de 100 MBPS....................................................................................................
  • 12.3 Redes Ethernet de 1 GBPS.........................................................................................................
  • 12.4 Redes Ethernet de 10 GBPS.......................................................................................................
  • 12.5 Hardware....................................................................................................................................
    • 12.5.1 Repetidores.........................................................................................................................
    • 12.5.2 Hubs....................................................................................................................................
    • 12.5.3 Bridges e Switches..............................................................................................................
  • 12.6 Meios de transmissão guiados....................................................................................................
    • 12.6.1 Cabos de Pares Trançado....................................................................................................
    • 12.6.2 Cabo Coaxial......................................................................................................................
    • 12.6.3 Fibra óticas..........................................................................................................................
• 13 Telefonia.............................................................................................................................................
• 14 DSL e Cable Modem..........................................................................................................................
  • 14.1 A tecnologia DSL.......................................................................................................................
    • 14.1.1 Componentes da DSL.........................................................................................................
    • 14.1.2 Funcionamento da DSL......................................................................................................
    • 14.1.3 Tipos de DSL......................................................................................................................
  • 14.2 A tecnologia Cable Modem........................................................................................................
    • 14.2.1 Componentes do Cable Modem..........................................................................................
• 15 Telefonia Celular................................................................................................................................
  • 15.1 Primeira Geração - 1G................................................................................................................
  • 15.2 Segunda Geração - 2G................................................................................................................
    • 15.2.1 Segunda Geração e Meia - 2, 5G........................................................................................
  • 15.3 Terceira Geração - 3G................................................................................................................
  • 15.4 Quarta Geração - 4G...................................................................................................................
  • 15.5 Gerenciamento de Chamadas.....................................................................................................
• 16 FDDI / TOKEN RI-Y.........................................................................................................................
  • 16.1 FDDI...........................................................................................................................................
  • 16.2 Token Ring.................................................................................................................................
  • 16.3 FDDI versus Token Ring............................................................................................................
• 17 Redes sem fio 802.11.........................................................................................................................
  • 17.1 Protocolos usados na subcamada MAC.....................................................................................
  • 17.2 Fragmentação.............................................................................................................................
  • 17.3 Formato das Mensagens.............................................................................................................
• 18 Bluetooth + WiMax............................................................................................................................
  • 18.1 Bluetooth....................................................................................................................................
  • 18.1.1 Piconets e scatternets..........................................................................................................
• 18.2 WiMax........................................................................................................................................

1 Modelos de Referência

Existem duas importantes arquiteturas de rede: o modelo de referência OSI ( Open Systems Interconnection ) e o modelo TCP/IP. O modelo OSI foi desenvolvido pela ISO ( International Organization for Standardization ) e possui 7 camadas, cada camada possui um subconjunto de funções e depende da camada inferior para realizar funções mais primitivas e ocultar os detalhes destas funções, e oferece serviços a próxima camada mais alta. A ISO definiu um conjunto de camadas e os serviços realizados por cada camada, com o objetivo de ter camadas o suficiente para cada camada ser pequena e não ter tantas camadas a ponto de sobrecarregar o sistema. Os projetistas desse modelo consideraram que esse modelo e os protocolos desenvolvidos dentro do modelo dominaria o mercado, mas isso não aconteceu, em vez disso, a arquitetura TCP/IP dominou o mercado. Existem vários motivos para isso, por exemplo: na época, os principais protocolos TCP/IP estavam bem testados enquanto que os protocolos OSI estavam no estágio de desenvolvimento, e somente o TCP/IP estava pronto para interoperar entre as redes. Além disso, o modelo OSI é complexo, e possui 7 camadas, enquanto o modelo TCP/IP realiza as mesmas funções com duas camadas a menos. Os subcapítulos abaixo abrangerão cada modelo, explicando suas camadas separadamente.

1.1 Modelo de Referência OSI

Também conhecido como Modelo de Referência ISO OSI (figura 1), este modelo se baseia em uma proposta desenvolvida pela ISO para a padronização internacional dos protocolos, e possui 7 camadas que são:

• Camada Física: é responsável pela estruturação de hardware, ou seja, a transmissão de bits por um canal de comunicação. Essa transmissão deve garantir que, quando um lado enviar 1 bit, o outro lado deve realmente receber 1 bit, e não o bit 0.
• Camada de Enlace: é responsável pela comunicação entre duas máquinas, ou seja, transforma um canal de transmissão normal em uma linha livre de erros de transmissão, para isso, essa camada mascara os erros reais, de modo que a camada de rede não os veja, isto é possível usando o quadro de dados , ou seja, o transmissor divide os dados de entrada em quadro de dados e transmite os quadros sequencialmente. Se esse serviço for confiável, o receptor confirmará o recebimento através do quadro de confirmação. Um quadro consiste em um conjunto de bits agrupados, que transportam informações de usuário e de controle de enlace.
• Camada de Rede: é responsável pelo roteamento e endereçamento (IP), para isso, esta camada determina como os pacotes são roteados da origem até o destino. Estas rotas podem ser divididas em três formas: ◦ tabelas estáticas, que raramente são alteradas, ou podem ser atualizadas de forma automática, evitando componentes defeituosos. ◦ determinadas no início de cada conversação, por exemplo, uma sessão de terminal em uma máquina remota. ◦ dinâmicas, sendo determinadas para cada pacote, refletindo a carga atual da rede.

1.2 Modelo de Referência TCP/IP

A partir de um projeto do Departamento de Defesa dos Estados Unidos (DARP) chamado ARPANET, financiado pela Advanced Research Projects Agency (ARPA), foi desenvolvido um novo modelo baseado no modelo de referência OSI, este novo modelo foi denominado Modelo TCP/IP, composto por cinco camadas, que são:

• Camada Física: essa camada especifica as características do meio de transmissão, da natureza dos sinais, da taxa de dados e de questões relacionadas.
• Camada de Enlace: é responsável pela troca de dados entre um sistema final e a rede a qual está conectado. Para isso, o computador de envio precisa fornecer à rede o endereço do computador de destino, de tal forma que, a rede possa rotear os dados para o destino apropriado. O computador de envio pode requerer serviços como prioridade, que podem ser fornecidos pela rede. O software utilizado nesta camada depende do tipo de rede a ser utilizado.
• Camada de Rede: Também conhecida como IP ou inter-rede, esta camada tem como função o Figura 1 : O modelo de referência OSI.

roteamento entre as várias redes. Um roteador tem a função de repassar dados de uma rede para a outra rede em uma rota da origem ao destino.

• Camada de Transporte: Também conhecida como TCP, esta camada absorveu a camada de Sessão do modelo OSI, esta camada garante que todos os dados chegam no destino na mesma ordem em que foram enviados. O protocolo TCP ( Transmission Control Protocol ) é o mais utilizado nesta camada.
• Camada de Aplicação: Esta camada absorveu a camada de apresentação do modelo OSI, e possui a lógica necessária para dar suporte a diversas aplicações do usuário.

A transmissão é chamada de “guiada” quando um cabo ou barramento é usado na transmissão de sinais, pois os sinais elétricos permanecem confinados nos limites físicos do cabo. A transmissão é chamada de “livre” quando a difusão se dá através do ar ou do vácuo, porque os sinais se propagam livremente pelo espaço. As topologias ponto-a-ponto, anel, estrela e malha são mostradas na figura 2, e as topologias barramento, enlace via satélite e radiodifusão são mostradas na figura 3. Figura 2 : Topologias baseadas em difusão. Figura 3 : Topologias de barramento, radiodifusão e enlace via satélite.

3 Comunicação Serial X Comunicação Paralela

A comunicação/transmissão serial transmite um único bit por vez, em sequência, por um único canal de comunicação, e sua velocidade é limitada; enquanto que, na comunicação/transmissão paralela são transmitidos vários bits por vez, de forma aleatória, por diferentes canais. Considerando uma mesma velocidade na linha e a mesma quantidade de tempo requerida para transmissão, na comunicação serial transmite um bit e na comunicação paralela podemos transmitir oito (ou mais) bits de dados. A comunicação paralela é mais rápida, porém, menos segura, pois não garante como os bits serão enviados e recebidos, além da necessidade de um canal de comunicação mais complexo, usando grandes cabos de cobre. Quanto mais distante a ligação paralela, pior é a degradação do sinal elétrico para os nós mais distantes. A comunicação serial em sistemas de comunicação propicia a redução de custos, pois utiliza menos fios na transmissão de dados, por isso, a comunicação serial é muito utilizada em sistemas de comunicação de dados de longas distâncias, porém a sua transmissão é mais lenta, além de permitir a sua transmissão através de sistemas de comunicação já existentes que originalmente não foram projetadas para este tipo de transmissão, como exemplo, conexões de terminais a sistemas, conexões via linhas telefônicas para transferência de dados, conexões por linhas discadas e linhas de fibra ótica. A informação processada por softwares é paralela, e para ter segurança em sua transmissão, deve ser convertida em uma representação serial, para isto, o transmissor e o receptor devem concordar sobre a que bit, na representação serial, corresponde cada bit na representação paralela.

3.1 Síncrono X Assíncrona

Na figura 4, na comunicação serial foi transferido um único caractere, porém, pode ser Figura 4 : Comunicações serial e paralela. Aqui, o caractere E, que é 01000101 em representação binária, é transmitido 1 bit por vez na comunicação serial e 8 bits de uma vez na comunicação paralela.

4 Equipamentos

Existem diversos equipamentos que podem ser utilizados nas redes de computadores. Neste capítulo, estudaremos alguns destes equipamentos, que são:

• Modem (Modulador/Demodulador): Converte/modula o sinal digital em sinal analógico e transmite por fios, do outro lado, deve ter outro modem para receber o sinal analógico e demodular, ou seja, converter em sinal digital, para que o computador possa trabalhar com os dados. Em alguns tipos de transmissão (usando cabos coaxiais, par trançado, fibra ótica ou wireless ), já é feita enviando os próprios sinais digitais, não precisando usar os modens, porém, quando se transmite sinais através da linha telefônica é necessário o uso dos modens.
• Placa de rede: Também chamada de Network Interface Card (NIC), possui a mesma tarefa dos modens, porém, somente com sinais digitais. Ou seja, é o hardware que permite os computadores se comunicarem através da rede. A função da placa é controlar todo o recebimento e envio dos dados através da rede.
• Hub: Atuam como concentradores de sinais, retransmitindo os dados enviados às máquinas ligadas a ele, ou seja, o hub tem a função de interligar os computadores de uma rede local, recebendo dados de um computador e transmitindo à todos os computadores da rede local.
• Switch: Semelhante ao Hub – também chamado de Hub inteligente - verifica os cabeçalhos das mensagens e a retransmite somente para a máquina correspondente, criando um canal de comunicação exclusiva entre origem e destino.
• Roteador: Ao invés de ser conectado à máquinas, está conectado às redes. Além de possuir as mesmas funções da Switch, possui a capacidade de escolher a melhor rota que um determinado pacote de dados deve seguir para chegar a seu destino. Podemos citar como exemplo uma cidade grande e o roteador escolhe o caminho mais curto e menos congestionado.
• Access Point (Ponto de acesso – AP): Similar ao hub, oferece sinais de rede em formas de rádio, ou seja, o AP é conectado a uma rede cabeada e serve de ponto de acesso a rede sem fio.

5 Analógica

Os dados transmitidos entre duas máquinas consistem de sequências de caracteres ou bits. Essa transferência ocorre através de meios físicos (cabos, raios infravermelhos, rádio, entre outros) e por isso, as máquinas devem possuir placas de redes ou modems (interfaces de meio físico) que integram os dispositivos periféricos para ligarem ao meio utilizado. Essas placas ou modems possuem drivers que são responsáveis por viabilizar a transferência de dados entre a memória e o periférico. Para conseguir transmitir esses dados através do meio físico, é necessário traduzir estes dados para sinais digitais ou analógicos. O meio físico utilizado para a transmissão é um fator de grande influência na estrutura e principalmente, no desempenho de uma rede. Os diferentes meios físicos possuem diferentes taxas máximas de transmissão, determinadas por suas características eletromagnéticas e pela quantidade de ruído elétrico presente nos circuitos de comunicação. Outro processo que também está ligada ao meio físico e que influi no desempenho de uma rede é a atenuação dos sinais elétricos, que aumenta o grau de dificuldade em se fazer a distinção entre o sinal transmitido e o ruído elétrico captado pelos componentes eletrônicos, tornando mais difícil recuperar a informação contida nos sinais amostrados pelo receptor.

5.1 Ondas

As ondas eletromagnéticas são criadas à partir do movimento dos elétrons. Essas ondas podem se propagar pelo espaço e o número de oscilações por segundo é denominado de frequência (f), e é medido em Hz (hertz). A distância entre dois pontos máximos consecutivos é chamada de comprimento da onda (λ – lambda). A comunicação sem fio é baseada na transmissão e recepção de ondas eletromagnéticas com o uso de antenas e receptores em um determinada distância. Todas as ondas eletromagnéticas viajam a mesma velocidade (t) no vácuo, independentemente de sua frequência, essa velocidade é conhecida por velocidade da luz e é aproximadamente 30 cm por nanossegundo, a velocidade luz é o limite máximo que se pode alcançar. Utilizando meios guiados (cobre ou fibra), a velocidade cai para cerca de 2/3 desse valor e torna dependente da frequência. A figura 6 mostra o espectro eletromagnético, as faixas de rádio, micro-ondas, infravermelho e luz visível do espectro podem ser usadas na transmissão de informações, por meio de modulação da amplitude, da frequência ou da fase das ondas. A luz ultravioleta, os raios X e os raios gama representariam opções ainda melhores, por terem frequências mais altas, mas são difíceis de produzir e modular, além de não se propagarem bem através dos prédios e de serem perigosos para os seres vivos. Quase todas as transmissões utilizam uma banda de frequência estreita, usando o espectro com mais eficiência e obtendo taxas de dados razoáveis transmitindo com potência suficiente. Porém, em alguns casos, é utilizado uma banda larga com três variações:

• espectro por salto de frequência: o transmissor salta de uma frequência para outra centenas de vezes por segundo, assim, dificulta a detecção das transmissões e é praticamente impossível obstruí-las. Oferece boa resistência ao enfraquecimento por múltiplos caminhos, o receptor não fica restrito a uma frequência quando impossibilitada por tempo suficiente para encerrar a comunicação. Essa técnica é utilizada em comunicações militares e também é aplicada comercialmente, como por exemplo, no bluetooth e nas versões mais antigas das redes 802.11.

distância da origem aumenta, pois a energia do sinal se espalha de forma mais estreita por uma superfície maior, essa atenuação é chamada de perda no caminho.

• frequências altas: as ondas tendem a viajar em linha reta e a ricochetear nos obstáculos, a perda do caminho reduz a potência, além disso, essas ondas são absorvidas pela chuva e outros obstáculos. Na atenuação nas ondas de rádio, o sinal cai pela mesma fração enquanto a distância dobra, isso significa que as ondas de rádio podem percorrer longas distâncias, porém a interferência entre os usuários é um problema, por isso os governos controlam o uso de transmissores de rádio.

5.1.2 Transmissão de micro-ondas

A transmissão de micro-ondas se baseia na concentração de toda a energia em um pequeno feixe através de antenas oferecendo uma relação sinal/ruído muito mais alta, porém, as antenas de transmissão e recepção devem estar alinhadas com o máximo de precisão. Além disso, essa direcionalidade permite o alinhamento de vários transmissores em uma única fileira, fazendo com que se comuniquem com vários receptores também alinhados sem que haja interferência. Nessa transmissão, se as torres estiverem muito longe, é necessário a instalação de repetidores em intervalos periódicos, pois, como as micro-ondas viajam em linha reta, a Terra pode ficar entre elas. Quanto mais altas forem as torres, mais distantes elas podem ficar uma das outras. Diferentemente das ondas de radio, as micro-ondas não atravessam muito bem as paredes. Além disso, mesmo que o feixe esteja concentrado no transmissor, pode haver divergência no espaço: algumas ondas podem ser refratadas nas camadas atmosféricas mais baixa, tornando sua chegada mais demorada que a das ondas diretas. Dessa forma, as ondas atrasadas podem chegar fora de fase em relação a onda direta, e assim cancelar o sinal, esse efeito é denominado enfraquecimento por múltiplos caminhos. Para a instalação das micro-ondas é necessário duas torres simples com antenas em cada uma delas, tornando o seu uso relativamente econômico. Esse tipo de transmissão é muito usado na telefonia de longa distância, em telefones celulares, na distribuição de sinais de televisão, entre outros.

5.1.3 Transmissão em Infravermelho

As ondas de infravermelho são muito utilizadas na comunicação de curto alcance: todos os dispositivos de controle remoto utilizados nos aparelhos de televisão, videocassetes e equipamentos estereofônicos utilizam esta comunicação. Estas transmissões são relativamente direcionais, econômicas e fáceis de montar, porém, não atravessam objetos sólidos, e por essa razão esses sistemas podem ser instalados em ambientes fechados pois não interferem os sistemas semelhantes instalados em residências vizinhas, não sendo possível controlar o aparelho de televisão do vizinho com o seu controle remoto. Dessa forma, não é necessário nenhuma licença do governo para operar um sistema de infravermelho.

5.1.4 Transmissão via luz

A transmissão via luz consiste em conectar LANs em dois prédios por meio de lasers instalados em seus telhados. Essa transmissão é unidirecional, dessa forma, cada prédio precisa de um raio laser e um fotodetector. Essa transmissão oferece uma largura de banda muito alta, além de ser relativamente segura, sendo difícil interceptar um raio laser estreito. Além disso, possui fácil instalação e não precisa de licença. Esse tipo de transmissão possui como desvantagem o feixe estreito, sendo difícil apontar um raio de 1mm em uma distancia de 500 metros, para minimizar essa dificuldade, são colocadas lentes no sistema para tirar um pouco do foco do raio. Além disso, mudanças no vento e na temperatura podem distorcer o raio, e os feixes de raio não atravessam chuva e neblina espessa, mas normalmente funcionam bem em dias ensolarados. Contudo, esses fatores não são problemas quando o uso é para conectar duas naves espaciais.

5.1.5 Satélites de comunicação

Entre os anos de 1950 e 1960, as pessoas tentavam configurar sistemas de comunicações emitindo sinais que se refletiam em balões meteorológicos metalizados, porém, os sinais recebidos eram muito fracos para que tivessem algum uso prático. Após, foi estudado a Lua e observada como um balão meteorológico permanente no céu, e posteriormente, foi criado um sistema operacional para comunicação entre o navio e a base, utilizando á Lua em suas transmissões. Posteriormente foi criado o primeiro satélite de comunicações, que possui como principal diferença entre o satélite real a amplificação dos sinais antes de enviá-los de volta. Esses satélites artificiais possuem algumas propriedades que o tornam atraentes para várias aplicações, e podem ser considerado um grande repetidor de micro-ondas no céu. Esses satélites são equipados com diversos transponders, cada um deles ouve uma parte do espectro, amplifica os sinais de entrada e os transmite novamente em outra frequência, para evitar interferência com o sinal de entrada. O processamento digital pode ser acrescentado para manipular ou redirecionar separadamente os feixes de dados na banda geral, ou informações digitais ainda podem ser recebidas pelo satélite e retransmitidas. A regeneração de sinais dessa maneira melhora o desempenho em comparação com um canal em curva, pois o satélite não amplifica o ruido no sinal ascendente. Os feixes descendentes podem ser largos, cobrindo uma parte substancial da superfície terrestre; ou estreitos, cobrindo uma área com apenas centenas de quilômetros de distancia. Existem três tipos de satélites:

• satélites geoestacionários (GEO – Geoestationary Earth Orbit ): são satélites de alta órbita, possui aproximadamente 40 transponders , cada um com uma largura de banda de 36 MHz, e equipado com diversas antenas, dessa forma, os feixes descendentes podem ser focados em uma pequena área geográfica, e assim, podem acontecer diversas transmissões ascendentes e descendentes ao mesmo tempo. Outra propriedade importante desses satélites é que eles são basicamente meios de difusão. Enviar uma mensagem para milhares de estações localizadas na área de cobertura não custa nada a mais do que enviar a mensagem para apenas uma estação, o custo de transmissão de uma mensagem é independente da distância percorrida. Por outro lado, não existe segurança e nem privacidade, pois todo mundo pode ouvir tudo, sendo essencial o

diminuída pelo mesmo desvio. Em sistemas do mundo real, os desvios de frequência a partir da transportadora são muito menores. A taxa à qual os dados são enviados através do sistema são próximas a taxa de símbolos. Pelo fato de demorar vários ciclos para determinar a frequência da transportadora subjacente e se 1 ou 0 foi transmitido, a taxa de símbolo é uma fração muito pequena da frequência portadora. Embora a frequência da portadora é de aproximadamente 2, bilhões de ciclos por segundo, a taxa de símbolo é de apenas 1 ou 2 milhões de símbolos por segundo. Mudanças de frequência com GFSK não são mudanças bruscas. Mudanças de frequência instantânea exigem componentes eletrônicos mais caros e de maior poder. Mudanças de frequência graduais permitem o uso de equipamento de baixo custo com vazamento de RF inferior.

• 4 Nível GFSK – utiliza a mesma abordagem básica do 2GFSK, porém com quatro símbolos em vez de dois. Os quatro símbolos correspondem cada um a uma frequência discreta, e, por conseguinte, 4GFSK transmite o dobro dos dados com a mesma velocidade de símbolo. Obviamente, esse aumento tem um custo: 4GFSK requer transmissores e receptores mais complexos. Através do processamento de sinal, o 4GFSK impulsiona vários bits em um único símbolo.

5.2.2 DSSS

DSSS ( Direct Sequence Spread Spectrum - sequência direta de espalhamento do espectro) é uma técnica de modulação do espectro de propagação muito usaações militares. Fornece uma densidade espectral da potência muito baixa espalhando a potência do sda em aplicinal sobre uma faixa de frequência muito larga. Este tipo de modulação requer, consequentemente, uma largura de faixa muito grande para transmitir diversos Mbits/s. Como a largura de faixa disponível é limitada, esta técnica é ideal para transmitir taxas de dados mais baixas nos cabos de energia elétrica, essa técnica é usada nas redes locais sem fios WiFi 802.11b, 802.11a e 802.11g e na telefonia móvel de 3ª geração W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access), e proporciona criptografia por salto pseudo aleatório de frequência e resistência ao ruído. O DSSS é restrito a 1 ou 2 Mbps, utiliza 11 canais para o uso em 2,4 GHz, possibilitando o funcionamento de várias redes sem que elas interfiram entre si. O DSSS combina um sinal de dados de envio pelo transmissor com uma alta taxa de sequência de taxa de bit, permitindo aos receptores filtrar sinais que não utilizam o mesmo padrão, incluindo ruídos ou interferências. O transmissor gera um código de chip, e apenas os receptores que conhecem o código são capazes de decifrar os dados. Essa tecnologia utiliza um método conhecido como sequência de Barker para espalhar o sinal de rádio através de um único canal, sem alterar as frequências.

5.2.3 Transmissão em banda Passante

Para canais sem fio, não pode ser enviado sinais de frequência baixos, por que o tamanho da antena precisa ser uma fração do comprimento de onda do sinal. Assim, para evitar interferências é necessário escolher a frequência. Esse tipo de transmissão é denominado transmissão de banda passante, pois uma banda de frequência arbitrária é usada para passar o sinal.

A modulação digital é realizada com a transmissão da banda passante modulando um sinal de portadora sobreposto à banda passante. Podemos modular a amplitude, a frequência ou a fase do sinal da portadora:

• ASK (Amplitude Shift Keying – Chaveamento por Deslocamento de Amplitude): duas amplitudes diferentes são usadas para representar 0 e 1.
• FSK (Frequency Shift Keying – Chaveamento por Deslocamento de Frequência): dois ou mais tons diferentes são usados.
• PSK (Phase Shift Keying – Chaveamento por deslocamento da Fase): a onda da portadora é sistematicamente deslocada em 0 ou 180 graus em cada período de símbolo. Pelo fato de existirem duas fases, ela é chamada de BPSK ( Binary Phase Shift Keying - Chaveamento Binário por Deslocamento de Chave), o chaveamento binário refere-se aos dois símbolos (figura 7). Outra forma, com quatro deslocamentos (figura 8), que usa a largura de banda do canal de modo mais eficiente para transmitir 2 bits de informação por símbolo é o QPSK ( Quadrature Phase Shift Keying - chaveamento por deslocamento de fase em quadratura). Figura 7 : (a) Um sinal binário. (b) Chaveamento por deslocamento de amplitude. (c) Chaveamento por deslocamento de frequência. (d) Chaveamento por deslocamento de fase.