O termo telecomunicações engloba diversas formas de comunicação à distância. A palavra “Tele” vem do grego, e remete a ideia de longe, ao longe, à distância. Sendo assim, telecomunicação é uma prática que consiste em transmitir uma mensagem de um ponto a outro.
James Clerk Maxwell, um físico e matemático britânico que implementou as bases para o desenvolvimento da telecomunicação, ao introduzir o conceito de onda eletromagnética para descrever através das matemáticas a interação entre a eletricidade e o magnetismo. Desta forma, Maxwell teria afirmado que era possível propagar ondas pelo espaço livre ao utilizar descargas elétricas, sendo comprovado posteriormente por Heinrich Hertz em 1887.
A história das telecomunicações começou a se desenvolver na primeira metade do século XIX, com o telégrafo elétrico (que permitia enviar mensagens com letras e números). Posteriormente, apareceu o telefone, que veio acrescentar a possibilidade de comunicar com recurso à voz. Com as ondas de rádio, a comunicação sem fios chegou para fazer uma revolução nos hábitos da humanidade.
Nos dias atuais o setor de telecomunicações é responsável pela comunicação e transmissão de dados de um país, sendo de fundamental importância.
Redes de Computadores
Rede de computadores é um conjunto de dispositivos (normalmente conhecidos como nós), conectados por links de comunicação de dados. Um nó pode ser um computador, um smartphone ou qualquer outro dispositivo de envio e recepção de dados, que estejam conectados à rede.
Comunicação de dados
São trocas de dados entre dispositivos por intermédio de algum tipo de meio de transmissão (mídia de transmissão), tais como: onda de rádio, fio de cobre e fibra óptica.
Basicamente uma rede é formada por 3 elementos:
- Dispositivos;
- Mídia de Transmissão e
- Protocolo.
Dispositivos
São elementos de comunicação como computadores, aparelhos celulares, modem´s, roteadores, switch´s, radiotransmissores, access point).
O dispositivo se caracteriza pelo fato de possuir interface adaptadora da tecnologia a qual se pretende utilizar na integração da rede, exemplo:
- Celular conectado a Estação Rádio Base;
- Notebook conectado à uma WLAN;
- Desktop conectado à rede local;
- Link (enlace) Ponto à Ponto.
Mídia de Transmissão
O elemento responsável pela interconexão física dos dispositivos da rede é chamado de Mídia de Transmissão, e a mesma tem início e fim no transceptor ao se utilizar uma rede cabeada) e ou e no rádio-transceptor ao se utilizar uma rede sem fio.
Para redes cabeadas temos como exemplo de mídia de transmissão todos os dispositivos e elementos que se configuram entre o transmissor e receptor como:
Cabos (UTP, Fibra Óptica, Coaxial), conectores juntamente com suas propriedades elétricas e mecânicas. Já as redes sem fio temos como exemplo os dispositivos e elementos que se configuram entre o transmissor e receptor como:
Guia de onda (ou cabo coaxial), conectores, filtro, protetor atenuador, antena, propagação da onda no espaço livre.
Protocolo e Padrões
Os Protocolos são um conjunto de regras que controlam a comunicação de dados entre os dispositivos em uma arquitetura de rede. Esses Padrões são importantes na criação e manutenção de um mercado aberto e competitivo de equipamentos e na garantia de interoperabilidade nacional e internacional entre os equipamentos.
Eles fornecem as diretrizes aos fabricantes, fornecedores, órgãos de governo entre outras entidades.
Comitês criadores de padrões:
- ISO- International for Standardization : Trabalham no desenvolvimento de cooperação nos âmbitos científicos, tecnológico.
- ITU-T- International Telecomunication Union- Telecomunication Standards Sector: Trabalham na pesquisa e estabelecimento de padrões para telecomunicações.
- ANSI- American National Standards Institute: Tem como objetivo facilitar a padronização de normas e processos, sendo a no Brasil a ABNT como equivalente.
- IEEE- Institute of Eletrical and Electronics Engineers: Supervisiona o desenvolvimento de padrões.
- EIA- Electronic Industries Association: Trabalham com o desenvolvimento de padrões e especificações técnicas.
Modelos de rede: OSI – as 7 camadas
Camadas do modelo:
Camada Física
Responsável pela transmissão de bits brutos por um canal de comunicação, onde suas principais características são:
- Tensão de referência (“1” e “0”) e duração de um bit
- Estabelecimento e encerramento da comunicação
Camada de enlace
Responsável por mudar o canal de transmissão bruto em uma linha livre de erros para quadros de dados, e suas principais características são:
- Verificação, correção de erros e controle de tráfego
- Controle de acesso ao meio
Camada de rede
Define o modo como os dados são roteados da origem ao destino, sendo rotas estáticas ou rotas dinâmicas e suas principais características são:
- Qualidade do serviço (retardo, tempo de trânsito, etc)
- Interconexão de redes diferentes
Camada de transporte
É a verdadeira camada fim-a-fim, e faz a ligação da origem ao destino. Ela divide os dados da camada superior em pedaços menores e garante que todos esses pedaços cheguem corretamente ao destino
Camada de sessão
Responsável por permitir que usuários de diferentes máquinas estabeleçam sessões entre si, e tem como principais características:
- Controle de diálogo
- Sincronização
Camada de Apresentação
Relacionada à sintaxe e a forma com que as informações serão transmitidas
Camada de Aplicação
Trata-se dos protocolos a serem usados pelo usuário como por exemplo, o HTTP entre outros.
Comparativo entre os Modelos OSI e TCP/IP:
No modelo de Camadas OSI, os conceitos são bem definidos, tais como:
- Serviços
- Interfaces
- Protocolos
A camada de Rede é compatível com a comunicação, com ou sem conexão, e a camada de Transporte só aceita comunicação com conexão.
Enquanto isso o modelo TCP/IP não define claramente os conceitos de Serviço, Interface e Protocolo. A camada de Rede opera sem conexão, e a camada de Transporte pode trabalhar com ou sem conexão.
Mídias para transmissão:
Meios Guiados:
São elementos responsáveis pela conexão física dos dispositivos de uma rede da rede como Fios de Cobre e Fibra Óptica.
Par Trançado
Pode ser utilizado para transmissão de sinais analógicos e digitais:
Cabo coaxial
Onde o cabo de 50 ohms é comumente utilizado em transmissões digitais enquanto o cabo de 75 ohms normalmente é utilizado em transmissões analógicas e sinais de televisão.
Fibra óptica
Com capacidade de transmitir desde Gigabit por segundo (109 bits/s), e até incríveis Petabit por segundo (1015 bits/s)
As fibras podem ser classificadas em dois modos, sendo Multimodo (Vários raios de luz internamente) e Monomodo (Propagação em “linha reta”).
Meios não-guiados:
São elementos de transmissão que transportam ondas eletromagnéticas sem o uso de um condutor físico, e são mais conhecidos como comunicação sem fio tendo Bluetooth, Ondas de Rádio, Raios Infravermelho e Satélites, como alguns exemplos:
Serviços de Redes
Os serviços de rede são oferecidos de duas formas, ou seja, Orientado à Conexão (Circuito Virtual) e Não Orientado à Conexão (Datagrama). De forma geral o serviço Orientado à Conexão exige que ocorra o estabelecimento prévio de uma conexão e todos os pacotes seguem o mesmo caminho e ordem, tendo como exemplo as Redes ATM (Asynchronous Transfer Mode).
Enquanto o serviço Não Orientado à Conexão estabelece que cada pacote deve conter o endereço de destino podendo haver a transmissão desordenada da sequência dos pacotes, como ocorre em redes IP por exemplo.
Serviço Orientado a Conexão (TCP)
Quando uma aplicação usa o serviço de rede Orientado à Conexão, o cliente e o servidor enviam pacotes de controle entre si, antes de enviarem os dados reais. Esse procedimento de apresentação alerta o cliente e o servidor, fazendo com que eles se preparem para uma “rajada” de pacotes.
Uma vez que o procedimento de apresentação tenha terminado, conclui que uma conexão foi estabelecida entre os dois sistemas finais. No entanto os dois sistemas finais estão conectados de uma forma frágil, por isso a o termo ‘Orientado a Conexão’ é utilizado. Apenas os sistemas finais ficam cientes dessa conexão, os comutadores de pacotes ficam completamente alheio a ela. Os comutadores de pacotes não armazenam nenhum dado ou informação a respeito da comunicação.
Serviço Não Orientado a Conexão (UDP)
Neste tipo serviço não há a apresentação entre os sistemas finais. Quando um dos dispositivos de uma aplicação necessita enviar pacotes ao outro, o dispositivo simplesmente os envia. Como não há apresentação os pacotes são enviados rapidamente, porém não ocorre a confirmação da entrega dos pacotes
Tipos de redes
Redes de Comutação de Circuitos
São redes cuja conexão é dedicada e com capacidade garantida, ou seja, é um tipo de rede onde a alocação de recursos para transferência de informação que se caracteriza pela utilização permanente destes recursos durante toda a transmissão.
É uma técnica apropriada para sistemas de comunicações que requerem tráfego constante como exemplo, a rede telefônica, pois necessita de uma conexão dedicada para a transferência de informações contínuas.
Redes de Comutação de Pacotes
Se baseia na divisão dos dados e sua multiplexação em enlaces compartilhados por múltiplas conexões, onde, quanto maior a atividade na rede menor são as garantias de capacidade oferecidas (congestionamento), como exemplo Redes IP.