Interfaces Físicas

Conceitos:

Interface física, ou conector, é um dispositivo que efetua a ligação ou adaptação entre dois sistemas para se obter certo fim cujo resultado possui partes comuns aos dois sistemas,ou seja, basicamente são interfaces utilizadas para conectar componentes de hardware.

Exemplos: teclados, conectores, mouses, cabo vga e o cabo hdmi.

São três tipos: Interface Gráfica, Interface Lógica e Interface Física

1. Meios Guiados (Interfaces de Rede):

1.1 Cabo Coaxial:

O cabo coaxial tem melhor blindagem que os pares trançados e, assim pode se estender por distancias mais longas em velocidade mais altas. Um deles é o cabo de 50 ohms é comumente empregado nas transmissões digitais. Outro tipo, o cabo de 75 ohms, é usado com frequência nas transmissões analógicas e de televisão a cabo. O cabo coaxial é um tipo de cabo condutor usado para transmitir sinais. Este tipo de cabo é constituído por um fio de cobre condutor revestido por um material isolante e rodeado de uma blindagem e recebe o nome de coaxial pelo fato de que todos os seus elementos constituintes (núcleo interno, isolador, escudo exterior e cobertura) estão dispostos em camadas concêntricas de condutores e isolantes que compartilham o mesmo eixo (axis) geométrico. Os principais conectores utilizados nesse tipo de cabo são o BNC e RCA entre outros conectores de áudio. Sistemas de circuito fechado de TV (CFTV) e TVs por assinatura a cabo também utilizam esse cabo para conectar câmeras e TVs ou o decodificador doméstico através de conector F. Isso é possível, pois este meio permite transmissões até frequências muito elevadas e também para longas distâncias. A principal razão da sua utilização deve-se ao fato de poder reduzir os efeitos e sinais externos sobre os sinais a transmitir, por fenômenos de IEM (Interferência Electromagnética). Os cabos coaxiais geralmente são usados em múltiplas aplicações desde áudio até as linhas de transmissão de frequências da ordem dos Giga-Hertz. A velocidade de transmissão é bastante elevada devido à tolerância aos ruídos graças à malha de proteção desses cabos. Os cabos coaxiais são utilizados nas topologias físicas em barramento. Os cabos coaxiais são usados em diferentes aplicações: Ligações de áudio Ligações de rede de computadores Ligações de sinais de radiofrequência para rádio e TV - (Transmissores/receptores) Ligações de radio

1.2 Cabo de Par Trançado:

O Cabo de par trançado (Twisted pair) foi inventado por Alexander Graham Bell no final do século XIX e é composto por quatro pares de fios de cobre. Em cada par, os fios são trançados um ao redor do outro para diminuir as interferências eletromagnéticas de fontes externas e interferências mútuas entre cabos vizinhos. O fio de cobre oferece ótima condutividade e baixo custo, porém uma descarga elétrica em qualquer ponto da rede pode danificar toda a rede. Além disso, devido a sua facilidade de manuseio como passar por conduítes e conectar e desconectar, são muito comuns na infraestrutura interna de redes de computadores de residências, empresas e edifícios para interligar a placa de rede do computador aos demais dispositivos de rede. O par trançado sem blindagem é o mais usado atualmente tanto em redes domésticas quanto em grandes redes industriais devido ao fácil manuseio, instalação, permitindo taxas de transmissão de até 100 Mbps com a utilização do cabo CAT 5 e; é o mais barato para distâncias de até 100 metros; Para distâncias maiores emprega-se cabos de fibra óptica. Sua estrutura é de quatro pares de fios entrelaçados e revestidos por uma capa de PVC. Pela falta de blindagem este tipo de cabo não é recomendado ser instalado próximo a equipamentos que possam gerar campos magnéticos (fios de rede elétrica, motores, inversores de frequência) e também não pode ficar em ambientes com umidade. O par trançado blindado (cabo com blindagem) é semelhante ao UTP a diferença é que possui uma blindagem feita com a fita aluminizada ou malha metálica, em todo o cabo ou em cada par e é recomendado para ambientes com interferência eletromagnética acentuada por causa de sua blindagem especial, acaba possuindo um custo mais elevado. É usado quando o local onde o cabo será passado, possui grande interferência eletromagnética, evitando assim perdas ou até interrupções de sinais. Distâncias acima de 100 metros ou exposto diretamente ao tempo, é aconselhável o uso de cabos de fibra óptica.

1.3 Cabos de Fibra Óptica:

A Fibra Óptica vem a ser um meio físico de transmissão, cada vez mais utilizado em Redes de Telecomunicações que, quando conectada a equipamentos adequados, permite trafegar voz, dados e imagens, a altas taxas, com velocidades muito próximas a velocidade da luz. Assim sendo, o emprego de Cabos de Fibra Óptica, aonde circula luz, na forma de fótons, é cada vez mais frequente e vem substituindo os chamados Cabos Metálicos, como os Cabos de Pares, Cabos de Tubos Coaxiais e outros, aonde circulam eletricidade na forma de elétrons.

A transmissão da luz pela fibra segue um princípio único, independentemente do material usado ou da aplicação: é lançado um feixe de luz numa extremidade da fibra e, pelas características ópticas do meio (fibra), esse feixe percorre a fibra por meio de reflexões sucessivas. A fibra possui no mínimo duas camadas: o núcleo (filamento de vidro) e o revestimento (material eletricamente isolante). No núcleo, ocorre a transmissão da luz propriamente dita e a transmissão da luz dentro da fibra é possível graças a uma diferença de índice de refração entre o revestimento e o núcleo, sendo que o núcleo possui sempre um índice de refração mais elevado, característica que aliada ao ângulo de incidência do feixe de luz, possibilita o fenômeno da reflexão total.

    As fibras ópticas são utilizadas como meio de transmissão de ondas eletromagnéticas, temos como exemplo a luz uma vez que é transparente e pode ser agrupada em cabos. Estas fibras são feitas de plástico ou de vidro e o mais utilizado é o de vidro, porque absorve menos as ondas eletromagnéticas.

2. Meios Não Guiados:

2.1 Satélites:

O sistema de satélites permite combinar as ondas de rádio para fazer as transmissões de dados às distâncias mais longas. Cada satélite pode ter de seis a doze transponder (receber, amplificar e retransmitir um sinal em uma frequência) e o transponder tem a finalidade de receber um sinal, amplificá-lo e retransmiti-lo de volta a Terra. Além disso, cada transponder responde por uma faixa de freqüência, chamada de canal e cada canal podem ser compartilhados entre vários clientes. Os satélites utilizam redes WAN e a comunicação é feita entre antenas parabólicas é são geralmente geoestacionários e encontram-se sobre o equador terrestre a uma altura de 35786 km.

2.2 Infravermelho:

O comprimento de onda da radiação infravermelho não lhe permite atravessar a maior parte dos objetos (paredes, metal, etc). Desta forma, não é possível ter objetos a destruir a linha de visão entre o emissor e o receptor, que só podem distar um dos outro de 30m. Esta tecnologia é muito mais utilizada nos comandos de TV e em ratos e teclados sem fios.

2.3 Microondas:

A transmissão de dados por rádio microondas é interessante quando não se têm facilidades terrestres na comunicação entre dois pontos. Algumas vezes é impraticável a conexão entre dois pontos através de fibra óptica ou mesmo cabos de cobre devido a obstáculos do meio como rio, florestas ou mesmo regiões urbanas que não tenham facilidade. Nesses casos, links de comunicação via microondas podem se instalados rapidamente, disponibilizando conexões de alta velocidade. A velocidade de transmissão pode chegar a 2 mbps, ou múltiplos de 2 mbps.

Protocolos:

Os protocolos, sendo um conjunto de regras de comunicação, são por si mesmos regidos por elementos-chave que os definem. O conjunto de protocolos utilizados para a comunicação entre computadores através da Internet, também chamado de conjunto TCP/IP, foi desenvolvido pelo Departamento de Defesa do governo Norte-Americano para permitir a comunicação entre diferentes redes, compostas por vários tipos de computador.

1. O HTTP é um protocolo da camada de aplicação que utiliza a porta de rede 80. Ele permite a transferência de dados na forma de textos simples, hipertexto, áudio, vídeo e outras. É usado em ambientes onde há transições rápidas de um documento para outro, como páginas de internet. Este protocolo tem características parecidas com os protocolos FTP e SMTP, que permite a transferência de arquivos usando serviços do TCP. Ele é, porém, muito mais simples que o FTP e utiliza apenas uma conexão TCP, da porta 80. Através desta porta os dados são transferidos entre cliente e servidor. As mensagens HTTP não se destinam diretamente ao usuário. Estas são interpretadas pelo cliente HTTP – o navegador. A ideia do HTTP é um cliente enviar um pedido, na forma de mensagem, ao servidor, e o servidor enviar a resposta, também na forma de mensagem, ao cliente.

2. O protocolo TCP fornece o serviço de entrega de dados orientados à conexão de maneira confiável e full-duplex, ou seja, antes de transmitir os dados é necessário que haja uma conexão estabelecida. O processo de conexão é conhecido como three-way-handshake e a transmissão de pacotes é feita em grupos, e a cada pacote é atribuído um número de sequência e uma confirmação de recebimento é usada para garantir que o destino recebeu o pacote. Caso a origem não receba a confirmação, o pacote é reenviado. É comum que os pacotes cheguem fora de ordem a destino, o que reforça a necessidade de numeração correta dos pacotes.

3. O protocolo UDP não é orientado à conexão e, portanto, não é reconhecido como confiável. Não há garantia de que os dados foram realmente recebidos pelo destino, sendo adequado para pequenas quantidades de dados em que a garantia de entrega não é mandatória. Alguns exemplos deste tipo de uso são os broadcasts e os multicasts, como videoconferências. As portas usadas pelo UDP não são as mesmas do TCP, e o UDP tem a transmissão mais rápida.

4. O protocolo IP é responsável pelo endereçamento do pacote a ser transmitido, adicionando um cabeçalho que permite o roteamento do pacote pela rede até que este seja entregue no destino correto. Em um pacote IP estão os endereços IP da origem e do destino, um identificador de protocolo, um valor calculado para verificar erros e um TTL (informação em segundos do tempo que o pacote poderá permanecer na rede, evitando loop infinito de tráfego).

*Referências Bibliográficas: