Sinalização
Neste tópico consideraremos os quatro últimos processos estabelecidos na Camada Física.
Sinalização Sinalização, em nosso contexto, refere-se à utilização da energia elétrica para efetuar uma comunicação. O processo de alterar um sinal para ele transmitir dados é chamado modulação ou codificação. Duas formas de sinalização podem ser usadas: digital e analógica.
Sinalização Digital Utiliza um número finito de estados. Por exemplo, um mostrador digital apresenta os valores através de um número limitado de símbolos. No exemplo ao lado, não serão apresentados os valores intermediários entre o 160 e o 161. Digital não é sinônimo de binário. Um sinal binário é um tipo específico de sinal digital. É um sinal digital com apenas dois estados. O sinal digital binário é o utilizado nas redes de dados. O sinal digital sofre maior atenuação que o analógico; porém pode transportar mais dados (amostragem) e ser comprimido.
Nas redes de computadores, a sinalização digital é produzida por pulsos de tensão elétrica ou luz. Estes pulsos (ou slots) têm uma duração determinada. Os dados propriamente serão representados quer pelo estado do pulso (seu valor durante o slot), quer pela mudança de estado (na passagem para outro slot).
Existem muitas formas de codificação. Ao lado há os utilizados nas redes Ethernet e nas redes Token-Ring. Codificação direta: utiliza o estado do sinal, sendo 1 para tensão alta e 0 para tensão baixa. Manchester: introduz uma mudança de estado no meio do slot. Uma mudança descendente indica 1 e ascendente 0. Diferencial Manchester: também utiliza uma mudança no meio do slot. Porém, é a mudança no início do slot que transmite o dado. A existência de uma mudança no início indica um 0 e a inexistência india um 1.
Sinalização Analógica Utiliza um número infinito de estados. No relógio ao lado, por exemplo, o ponteiro dos minutos indica todos os valores (infinitos, ainda que de leitura impossível) entre os 40 e os 45 minutos. Uma onda de formato senoidal é um outro exemplo, uma vez que para qualquer intervalo no eixo X, infinitos valores são correspondentes no eixo Y. Os sinais analógicos sofrem menor atenuação que os digitais, mas transportam menos informação.
A modulação dos sinais analógicos é feita alterando-se as propriedades básicas das ondas: Amplitude, que expressa seu nível de tensão Freqüência, a quantidade de períodos dentro de um segundo (Hz) Fase, a posição relativa da onda
Utilizando-se estas grandezas, pode-se modular as ondas de acordo com as seguintes técnicas:
ASK – Amplitude-shift keying: modulação da amplitude, usada para transmissão de rádio AM e algumas redes. Baseia-se no estado do sinal, seu nível de tensão durante o slot.. FSK – Frequency-shift keying: modulação da freqüência, usada para transmissão de rádio FM e algumas redes. Baseia-se no estado do sinal, o valor de sua freqüencia durante o slot. PSK – Phase-shift keying: modulação da fase, usada em telecomunicações. Baseia-se na mudança de estado do sinal, a mudança da fase da onda no início do slot de tempo.
Sincronização dos Bits É importante que as duas máquinas que se comunicam utilizem a mesma escala de tempo para interpretar o sinal. Como vimos, a interpretação dos dados depende do valor do slot de tempo. Este sincronismo entre as máquinas pode ser mantido por meios síncronos ou assíncronos.
Sincronização assíncrona Na sincronização assíncrona, cada entidade tem seu próprio relógio. Antes de transmitir os dados, um bit de inicialização é enviado. Ao recebê-lo, o receptor aciona seu relógio (que opera na mesma freqüência do transmissor) e interpreta do sinal.	Sincronização Síncrona Neste método, um sinal é utilizado para sincronizar os relógios das duas máquinas. Este pode ser um sinal separado ou incluído no próprio sinal que carrega os dados, como no caso da codificação Manchester, por exemplo.
Utilização da banda de transmissão Utiliza-se o termo largura de banda para indicar a faixa de freqüências que um certo meio é capaz de transmitir, isto é, a diferença entre o valor da freqüência mais alta para a freqüência mais baixa. Esta banda pode ser utilizada de duas maneiras:
Bandabase (Bandbase) Toda a largura é utilizada em sua totalidade por uma única transmissão por vez. Neste modo, a capacidade plena da media é utilizada para a transmissão de dados, isto é, uma única transmissão tem lugar por vez A utilização de várias comunicações pode ser feita permitindo que cada uma utilize a media por uma fração de tempo. Utilizado com sinalização digital, em redes Ethernet, por exemplo.
Banda Larga (Broadband) A banda é dividida em canais de modo que dois ou mais possam ser utilizados simultaneamente (veja Multiplexação mais adiante). Neste modo, a largura de banda da media de transmissão é dividida em vários canais, possibilitando comunicações simultâneas. É utilizado com transmissões analógicas. Utilizado na comunicação telefônica, por exemplo.
Multiplexação Multiplexar uma media de transmissão significa permitir seu compartilhamento para várias comunicações. Esta ação permite que mais entidades comunicantes sejam adicionadas ao sistema sem o acréscimo de novos meios de comunicação. Permite também que várias linhas de baixa capacidade sejam substituídas por uma única de capacidade superior. Existem várias técnicas de multiplexação. Consideramos as três técnicas básicas.
FDM – Frequency Division Multiplexing Nesta técnica, o multiplexador cria sinais portadores (carriers) de diferentes freqüências, que podem, portanto, percorrer o medio ao mesmo tempo. Estes são chamados de canais. Os dados de cada entidade comunicante são codificados em seu respectivo canal, e separados pelo multiplexador do outro lado.
TDM – Time Division Multiplexing Aqui o multiplexador concede uma fração de tempo de utilização da media para cada entidade (quer ela vá utilizá-lo quer não). Embora num dado instante uma única transmissão esteja ocorrendo, a impressão geral é que todos estão obtendo acesso ao meio de transmissão.
STDM – Statistical Time Division Multiplexing É uma variação do TDM que procura minimizar o eventual desperdício do meio de comunicação, nos caso em que um slot de tempo é concedido a uma entidade que não está transmitindo. No STDM mais slots de tempo são concedidos às entidades que transmitem mais.