Fundamentos da Comunicação de Dados e Arquitetura de Redes

1. Pioneiros da Computação e Teoria da Informação

• Alan Turing é considerado o pai da computação e foi o idealizador da Máquina de Turing, que utilizava o conceito de dispor de dados de entrada, de um programa e de resultar em dados de saída.
• Von Neumann criou a Arquitetura Von Neumann, onde os dados são armazenados na memória do computador e não em cartões perfurados. Também foi um dos principais responsáveis pela construção do ENIAC.
• Shannon é considerado o pai da chamada Teoria da Informação, que envolve álgebra booleana e que relaciona bits com caracteres alfanuméricos.

História da Comunicação de Dados

A comunicação de dados começou com a invenção do telégrafo, por Morse, em 1838. Até 1844 já existiam cerca de 40 milhas de linha para telégrafo, algo que facilitava muito a comunicação entre localidades remotas. Já no século XIX surgiram os Teletypewriters e, pouco tempo após, começaram a aparecer os terminais interativos, que permitiam a realização de tarefas em computadores de forma completamente remota.

2. Conceitos de Taxa de Transmissão e Frequência

Exemplo de Modulação por Frequência (FSK)

• Bit “0” = 3000 Hz
• Bit “1” = 1000 Hz

Taxa de Transmissão (R): 1000 bit/s

F (Frequência) = 1000 Hz

F (Frequência) = 1 / T (Período)

T = 1 / F

T = 1 / 1000 s

T = 0,001 s (ou 1 ms)

Dica: Quem tem maior frequência terá menor período (T = 1/F).

Exemplo de Transmissão

O transmissor envia um sinal a 1000 bit/s que passa por um modem (modulador). Este modem modula o sinal para outro modem, onde o receptor está conectado, recebendo o sinal do transmissor. Vamos supor que o transmissor envie o sinal “011101”. Depois de 1 ms, o receptor irá receber o primeiro bit do sinal invertido. Ou seja, após 1 ms o primeiro bit recebido pelo receptor será 1, depois de mais 1 ms receberá 0, e assim por diante, recebendo cada bit após 1 ms. No final, ele receberia “100010”.

3. Cálculo de Velocidade de Sinalização (Baud Rate)

Velocidade de Transmissão (Vs): 12000 bit/s.

Vs = 5 * Vm

Vm (Velocidade de Modulação/Baud Rate) = Vs / 5 = 2400 baud.

B (Largura de Banda Mínima) = Vm / 2 = 1.200 Hz.

Sim, este sinal pode ser transmitido por uma linha telefônica, pois a frequência fundamental está entre 300 Hz e 3300 Hz.

Se fôssemos calcular o mesmo sinal para um sinal quadbit, teríamos Vm = 3000 baud e B = 1.500 Hz. Podendo também ser transmitido em uma linha telefônica.

4. Sinais de Controle e Protocolos de Enlace

Sinais de Controle RS-232 (Interface DTE/DCE)

• 20 (Data Terminal Ready - DTR): Indica a presença do DTE (Data Terminal Equipment) para o DCE (Data Circuit-Terminating Equipment).
• 6 (Data Set Ready - DSR): Indica que o DCE está pronto para receber comandos ou dados.
• 4 (Request to Send - RTS): O DTE requisita o preparo do DCE para receber dados.
• 5 (Clear to Send - CTS): Indica se o DCE está pronto para aceitar dados.
• 8 (Data Carrier Detect - DCD): Indica que o DCE está conectado à linha telefônica.

Controle de Enlace de Dados (Polling e Selection)

O Polling ocorre na fase de transmissão de dados. O Polling é quando o terminal de controle pergunta aos outros terminais se eles desejam transmitir.

O Selection é quando o terminal deseja selecionar um terminal específico para receber uma mensagem.