Camada Física

Question 1

Como os dados são transmitidos na camada física? Qual a consequência principal desse tipo de transmissão?

Answer 1

Na camada física, os dados são transmitidos por um meio físico como tensão, corrente ou frequência. Uma consequência disso é que os dados são sensíveis a questões de natureza física, como perda de potência com a distância e interferências.

Question 2

O que é a velocidade de sinalização na camada física? Qual sua unidade?

Answer 2

É o número de vezes que um sinal é injetado na linha. É medido em bauds.

Question 3

Qual a diferença entre bitrate e baudrate? Por que essa diferença existe?

Answer 3

Bitrate é a quantidade de bits inseridos na linha a cada segundo. Baudrate é a quantidade de sinais injetados na linha a cada segundo. A diferença entre ambos vem do fato que um sinal pode codificar mais (ou menos) de um bit.

Question 4

Qual o maior problema a ser resolvido pela camada física?

Answer 4

Como codificar (e descodificar) os bits a serem transmitidos.

Question 5

Cite três fatores que influenciam a escolha do meio físico.

Answer 5

• Custo
• Largura de Banda
• Atraso (delay) ou latência
• Facilidade de instalação e manutenção

Question 6

Qual a diferença entre um sinal analógico e um sinal digital?

Answer 6

Um sinal analógico é representado através de uma onda eletromagnética. Um sinal digital é representado através de pulsos binários.

Question 7

O que é a capacidade de um canal de comunicação? Ele depende de quais fatores? Qual é sua principal limitação?

Answer 7

A capacidade de um canal de comunicação é sua taxa máxima de comunicação. Ela depende da taxa de comunicação (bits/s), largura de banda (Hz), ruído no canal e da taxa de erros. As limitações de um canal virão principalmente de suas propriedades físicas.

Question 8

Qual é a fórmula proposta por Nyquist para medir a capacidade de um canal de comunicação?

Answer 8

C = 2B log2M.

B representa tanto a largura de banda necessária para transmitir um sinal de 2B bps quanto a frequência máxima de transmissão para um canal com taxa de transmissão igual a 2B.

M representa a quantidade de níveis presentes no sinal.

Question 9

Quais são as duas principais formas de melhorar o valor da capacidade de um canal de comunicação a partir da fórmula de Nyquist?

Answer 9

• Melhorar a taxa de transmissão dos sinais.
• Aumentar a complexidade do receptor de modo que um sinal possa codificar mais bits.

Question 10

Qual é a fórmula proposta por Shannon para medir a capacidade de um canal de comunicação? Como essa fórmula é conhecida? Como essa taxa se relaciona com a capacidade máxima de um canal?

Answer 10

A fórmula de Shannon é conhecida como taxa sinal/ruído devido à influência dos ruídos nos erros. Ela é dada por SNRdb=10 log10 (signal/noise). Para um canal com largura de banda B, a capacidade máxima é dada por C = B log2(1+SNR)

Question 11

O que é um modem?

Answer 11

É um dispositivo que aceita uma seqüência de bits de entrada e produz uma portadora modulada na saída, e vice-versa.

Question 12

Dê três exemplos de formas que o modem usa para converter sinal digital em analógico e vice-versa.

Answer 12

• Modulação em amplitude ( dois níveis de tensão são usados para
  representar 0 e 1)
• Modulação em frequência (dois tons são usados)
• Modulação em fase (a portadora é deslocada em diferentes ângulos).

Question 13

De que forma um modem pode aumentar a velocidade de transmissão?

Answer 13

Transmitindo mais bits em cada sinalização de linha, ou seja, por baud

Question 14

Dê dois exemplos de padrões de constelação de modem.

Answer 14

+ QPSK: (Quadrature Phase Shifting Keying) variante da modulação PSK
(a amplitude e a freqüência permanecem sempre inalteradas) no qual
quatro diferentes ângulos de fase ortogonais são utilizados.

• QAM-16: (Quadrature Amplitude Modulation) técnica que combina
  modulação por amplitude (AM) com modulação por fase (PSK).

Question 15

Qual o objetivo da multiplexação?

Answer 15

Maximizar o número de conexões (conversações) simultâneas.

Question 16

Cite e explique duas técnicas de multiplexação.

Answer 16

• FDM: Frequency Division Multiplexing
  
  • Espectro de freqüência é dividido em canais lógicos
• TDM: Time Division Multiplexing
  
  • Todo o espectro de freqüência é alocado inteiramente
    para um usuário por um curto período de tempo
• WDM: Wavelenght Division Multiplexing
  
  • Variação de FDM usada em fibra óptica. Faixas devem ser disjuntas.

Question 17

Dê 3 exemplos de problemas que podem ocorrer ao transmitir um sinal por meios físicos.

Answer 17

• Reflexão (o sinal é refletido de volta).
• Dispersão (o sinal é espalhado e se multiplica)
• Refração (o sinal refrate ao atravessar um meio)
• Difração (o sinal muda de direção ao passar ao redor de um objeto)
• Atenuação (o sinal fica mais fraco ao atravessar um objeto).

Question 18

Dê dois exemplos de forma de codificar os dados na camada física. Como funciona essa codificação?

Answer 18

• NRZ (Non-Return to Zero): Um sinal 1 é lido como um bit 1 e um sinal 0 é lido como um bit 0.
• Manchester: Uma transição de 1 para 0 é lida como um bit 0 e uma transição de 0 para 1 é lida como um bit 1.
• NRZI (Non-Return to Zero Inverted): Um sinal estável é lido como bit 0 e uma transição é lida como bit 1.

Question 19

O que significa largura de banda em termos de engenharia? E em termos de computação?

Answer 19

Em termos de engenharia, largura de banda refere-se à faixa de frequência transmitidas sem serem fortemente atenuadas. Em termos de computação, largura de banda é a quantidade máxima de dados que podem ser transmitidos em um determinado período de tempo

Question 20

O que é modulação na camada física?

Answer 20

Modulação é o processo de converter sinais digitais em sinais analógicos para que possam ser transmitidos eficazmente através de um meio físico.

Question 21

Quais são os principais tipos de cabos utilizados na camada física?

Answer 21

Os principais tipos de cabos são: cabo de par trançado (UTP, STP), cabo coaxial e cabo de fibra óptica.

Question 22

O que é latência na camada física?

Answer 22

Latência é o tempo que um sinal leva para percorrer o meio de comunicação, desde a origem até o destino.

Question 23

O que são os dispositivos de repetição (repeaters) na camada física?

Answer 23

Repetidores são dispositivos que amplificam ou regeneram sinais fracos para permitir que eles viajem distâncias maiores sem perda de qualidade.

Question 24

O que é a codificação de linha?

Answer 24

Codificação de linha é o processo de mapear bits em sinais físicos específicos para garantir que os dados sejam transmitidos corretamente e sem erros.

Question 25

O que é multiplexação na camada física?

Answer 25

Multiplexação é uma técnica usada para combinar vários sinais em um único meio de comunicação, aumentando a eficiência da transmissão.

Question 26

O que é a modulação por divisão de frequência (FDM)?

Answer 26

FDM (Frequency Division Multiplexing) é uma técnica de multiplexação onde diferentes sinais são transmitidos em diferentes faixas de frequência sobre o mesmo meio de transmissão.

Question 27

O que é a modulação por divisão de tempo (TDM)?

Answer 27

TDM (Time Division Multiplexing) é uma técnica onde vários sinais são transmitidos em diferentes intervalos de tempo sobre o mesmo canal de comunicação.

Question 28

Qual é a diferença entre transmissão simples e duplex?

Answer 28

A transmissão simples transmite dados em uma única direção, enquanto a transmissão duplex permite que os dados sejam enviados e recebidos simultaneamente.