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Comunicação digital, tecnologia da informação
 
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A faculdade que o ser humano possui para se comunicar e as novas possibilidades oferecidas pelos serviços de telecomunicação, cada vez em maior quantidade, foram e são os motores do desenvolvimento desse ramo industrial. A comunicação é o processo mediante o qual a informação é transferida de um ponto a outro no espaço e no tempo, ou seja, a transmissão de uma mensagem de uma fonte a um destino. Desse ponto de vista, um sistema de comunicação proporciona no destino uma réplica aceitável da mensagem oferecida pela fonte.

ATÉ A COMUNICAÇÃO DIGITAL
Em 1838, o inventor estadunidense Samuel Finley Breese Morse (1791-1872) enviou, através de uma linha de dezesseis quilômetros, a primeira mensagem telegráfica registrada. Ela dizia: “Attention, the Universe! By kingdoms, right wheel!” (“Atenção, Universo! Pelos reinos, à direita!”) que correspondia à voz de comando do Exército norte-americano. Assim nasceu um novo modo de se comunicar: a comunicação elétrica.

Daquela frase até a atualidade foram feitos grandes avanços na transmissão da informação. Até 1950, a transmissão analógica de sinais, à exceção do telégrafo e o teletipo, era o único modo possível de enviar informação de um ponto a outro. Com a aparição e o desenvolvimento da microeletrônica e dos computadores, assim como das técnicas digitais, com a conseguinte necessidade de transmissão e distribuição da informação até e desde os grandes computadores, se produziu um considerável desenvolvimento dos métodos de transmissão digital no campo das telecomunicações. Foi o início da expansão das redes de computadores, da telefonia digital e da internet.

O fato de a comunicação se realizar cada vez em maior escala em forma digital responde, entre outros, aos seguintes fatores:

— a comunicação digital permite transmitir informação por sinais binários, ou seja, mediante dois únicos níveis de sinal, com o qual a possibilidade de erro do receptor se minimiza porque ele deverá decidir somente entre um ou outro nível de sinal.

— os sinais analógicos se degradam à medida que aumenta o número de canais conectados à continuação, enquanto que na comunicação digital essa degradação é menor e mais fácil de resolver.

— em uma comunicação digital não existe uma diferença essencial entre um sinal telefônico, de dados, de voz ou de imagem. Além disso, é possível a conversão entre um e outro tipo.

— a velocidade de transmissão é maior nos sistemas digitais, e o sistema, em conjunto, é mais econômico e mais fácil de manter.

Dado que o objetivo de um sistema de comunicação digital, como o de qualquer outro sistema de comunicação, é transmitir uma mensagem em um lapso de tempo preestabelecido e com um mínimo de erros, e tendo em conta a grande tipologia de mensagens existentes, desde palavras escritas de forma telegráfica até a intensidade de luz em uma imagem de televisão, é necessário usar um codificador que converta o sinal. Uma vez que a mensagem, o sinal, é digitalizada mediante um sistema de aquisição de dados, inicia sua viagem até o ponto de destino mediante qualquer um dos meios de transmissão existentes hoje em dia.


A TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO (TI)
Enquanto o século XVIII foi o período em que se desenvolveram os grandes sistemas mecânicos da Revolução Industrial, e o século XIX a época da máquina de vapor, o século XX foi chave para a obtenção, o processamento e a distribuição da informação.

A utilização de máquinas automáticas para a transmissão de dados se remonta à década de 1950. A idéia não tardou em ser aplicada a usos civis de telefonia para o envio de dados procedentes de computadores. O uso e desenvolvimento crescente de computadores e os novos sistemas e serviços digitais deram lugar, pouco a pouco, à comunicação digital em massa. Basta pensar na telefonia, na televisão e no rádio digitais e, sobretudo, nas redes de computadores e internet como seus máximos expoentes.

Dessa forma, o acesso à informação remota permite realizar compras por computador, acessar à informação bancária pessoal, periódicos personalizados que se imprimem em impressoras pessoais, biblioteca digital em linha, acesso a diferentes sistemas de informação com a world wide web (www), correio eletrônico, videoconferência, vídeo por solicitação (download de vídeos pela internet) etc. Para realizar essas operações é necessário possui redes de comunicação que facilitem um potente meio de comunicação entre dos pontos distantes.


REDES DE COMUNICAÇÃO


A expressão “meios de comunicação” alude àqueles sistemas e formas de difusão através dos quais se proporciona informação (rádio, televisão, jornais) e, em um sentido mais amplo e atual, às redes de comunicação, como internet, conexões telefônicas e teletextos, entre outras. Nesse contexto é onde as comunicações digitais alcançam sua plenitude.

Uma rede de comunicação é um sistema não centralizado, no qual dois ou mais dispositivos informáticos se interconectam utilizando uma linguagem comum, através de um canal de comunicação também comum, com a finalidade principal de compartir recursos tanto físicos como lógicos.

O desenvolvimento das redes de telecomunicações promove o novo conceito de comunicação digital. De fato, na atualidade se assiste a um profundo processo de transformação das infra-estruturas mediante a digitalização e o uso de procedimentos de transmissão mais eficazes. Exemplos básicos dessa mudança são a rede digital de serviços integrados (RDSI), que se converteu na evolução natural da rede telefônica e que permite a transmissão de voz, texto, dados e imagens em formato digital e, por outra parte, a passagem de outros meios de comunicação a seus análogos digitais, como é o caso do telefone, o áudio, a televisão etc., os quais, integrando-se entre eles e com as redes de computadores, oferecem uma rede de comunicação digital global.

No caso de dois sistemas localizados um próximo ao outro que necessitam se comunicar, o mais usual é ter um cabo de conexão entre eles. Porém, quando a distância aumenta os cabos tendem aos locais público, ou seja, a comunicação se realiza mediante o uso das instalações de telecomunicações já existentes. Assim, a interconexão entre sistemas digitais pode ter lugar basicamente de dois modos: mediante a utilização da rede telefônica ou por meio de sistemas de comunicação inalâmbricos (radiofreqüência ou microondas).


A COMUTAÇÃO DE PACOTES
A rede telefônica convencional pode ser empregada para intercomunicar computadores. Quando se marca um número no dial telefônico, a rede busca e estabelece um circuito físico que une os fios do abonado com os correspondentes do usuário cujos números foram digitados. Durante o tempo que dura a chamada, esse circuito físico permanece estabelecido e não é suprimido até que a chamada termine. Esta é a via mais conhecida que se pode utilizar para comunicar sistemas.

O método atual em uso é o da comutação de pacotes — um pacote é um conjunto de octetos de informações de tamanho máximo determinado, que é comutado através de uma rede de pacotes como uma unidade integral; portanto, cada mensagem do usuário é constituída de um ou mais pacotes —, no qual a informação se secciona em pacotes de tamanho predefinido e se envia à rede. Esta vai entregando os pacotes na mesma ordem seqüencial em que foram emitidos, de maneira que o receptor possa recompor a mensagem completa. Diferentemente do que ocorre com a rede telefônica convencional, a rede de comutação não estabelece um caminho físico permanente, mas um caminho lógico entre o equipamento emissor e o receptor, de maneira que é possível que exista um caminho físico diferente para cada pacote.


ATRAVÉS DA REDE TELEFÔNICA
Desde que o tecnólogo e fisiólogo norte-americano de origem escocesa Alexander Graham Bell (1847-1922) patenteou o telefone, em 1876, o desenvolvimento e o uso desse sistema de comunicação se baseou principalmente na transmissão analógica do sinal de voz através de uma voltagem elétrica.

Até a década de 1970 só existiam as centrais de redes para facilitar as chamadas telefônicas. Porém, a partir de então apareceram os primeiros sistemas digitais de comutação, os quais proporcionavam, mediante um software, a possibilidade de novos serviços, entre eles, a conversação entre vários usuários ao mesmo tempo.

Nessa mesma década, foi criada nos Estados Unidos a rede informática Arpanet, que, baseada em conexões ponto a ponto, podia unir os diferentes centros que a formavam. Isso aconteceu em 1968, quando um quarteto formado pela Universidade da Califórnia de Los Angeles (UCLA) e três outras universidades constituíram o embrião de uma rede ao se interconectarem entre si. O interesse dessa conexão era propiciar o desenvolvimento de protocolos para facilitar as comunicações. Estes, por sua vez, foram criados pela agência governamental norte-americana ARPA (Advanced Research Projects Agency), assim nasceu a Arpanet, mãe da internet. Um protocolo é, portanto, um conjunto de regras e formatos (semânticos e sintáticos) que determinam o comportamento de comunicação de diversas entidades, na execução de funções.

Na década seguinte, ocorreram vários fatos importantes: teve início a flexibilização dos serviços mediante o aumento do nível de inteligência da rede, e os protocolos foram padronizados. A partir desse momento, a difusão e implantação desse novo meio de comunicação foram muito rápidas. Logo, redes de satélites e de radio se conectaram à Arpanet. Nasciam então os protocolos TCP/IP (Transfer Control Protocol/Internet Protocol) para a comunicação entre computadores através da internet.


COMUNICAÇÃO EM REDES INALÂMBRICAS
As redes inalâmbricas de comunicações se baseiam na primeira conexão radiotelegráfica através do Atlântico, realizada por Guglielmo Marconi (1874-1937), em 1901, utilizando o código morse. No caso da transmissão inalâmbrica por radiofreqüência, o sistema mais conhecido é o telefone celular. A primeira geração de sistemas celulares foi analógica; a segunda, conhecida como sistema GSM (Global System for Mobile Communications), é digital, graças ao qual é possível receber mensagens escritas, como correio eletrônico, notificação de eventos etc.

O sistema de telefonia GSM utiliza dispositivos do tamanho de um cartão de crédito que contenha uma CPU. Nele se memorizam o número de telefone e o de série, o que dá mais segurança ao sistema. O novo desenvolvimento desses sistemas telefônicos passa por seu uso em qualquer parte do mundo e com resposta a um único número de telefone tanto no fixo quanto no celular. São os serviços de comunicações pessoais ou rede de combinações pessoais.


TIPOS DE REDES SEGUNDO SUA COBERTURA
Atualmente, as redes podem ser classificadas em função do tipo de conexão que utilizam, ou seja, segundo o meio de transmissão físico em que se produz a comunicação digital entre os dispositivos (cabo, fibra óptica) e a capacidade de transmissão de dados. Os tipos de redes são os seguintes:

Redes de área local (LAN, Local Area Networks), cuja cobertura oscila entre uma habitação e um edifício.

Redes de área metropolitana (MAN, Metropolitan Area Networks), que oferecem cobertura para uma zona determinada entre dez e cinqüenta quilômetros.

Redes de grande cobertura (WAN, Wide Area Networks), cuja cobertura varia desde alguns quilômetros até conexões internacionais, como é o caso da internet.


REDES DE COMPUTADORES


Quando se pensa em redes de comunicação, uma das primeiras aplicações é a comunicação entre computadores. As redes de computadores são os sistemas nos quais se pode apreciar a comunicação digital com uma maior facilidade, pois o crescente uso da informática para se comunicar está eliminando as diferenças convencionais que existiam entre o computador, as telecomunicações e os meios de comunicação.

Esse fato é conseqüência da capacidade do computador para processar e armazenar informação de um modo eficaz e econômico além do desenvolvimento dos sistemas de telecomunicação que permitem transportar essa informação de um ponto a outro. A informação é a que constituiu o nexo de união entre informática e telecomunicação, e o que explica sua integração.

Qualquer definição que se dê ao conceito de redes de computadores deve estar contida na definição genérica de rede de comunicação. A partir desse ponto de partida se define como rede de computadores um sistema não-centralizado no qual dois ou mais dispositivos eletrônicos se interconectam através de um canal de comunicação comum, com a finalidade principal de compartilhar seus recursos físicos (hardware) e lógicos (software). Para tal são necessários protocolos que arbitrem e facilitem a comunicação entre diferentes dispositivos.


O MODEM
Para se transmitir dados de um computador a outro através da linha telefônica, é necessário um modem, um dispositivo eletrônico que transforma em mensagens compreensíveis os sinais recebidos de uma linha de comunicação para aparelhos terminais e vice-versa. O termo é abreviatura de modulador-demodulador. Portanto, o modem é um equipamento que se destina a prover todas as funções necessárias para estabelecer, manter e liberar uma conexão e proceder ao ajuste e codificação do sinal entre o equipamento terminal de dados e a linha.

COMUNICAÇÃO ENTRE REDES
Existe uma grande diversidade de redes no mundo com diferentes hardwares e softwares com freqüências incompatíveis. Graças ao uso de certos dispositivos, e tendo em conta que toda rede segue protocolos e níveis padronizados, essa comunicação digital torna possível que usuários de uma determinada rede se comuniquem com outras redes em princípio incompatíveis com ela.

Para diminuir a complexidade no desenho de redes, estas se organizam como uma série de capas ou níveis, e se comunicam entre elas mediante os chamados “protocolos de comunicação”, que incidem no modo em que se vai produzir essa comunicação.

O conjunto de protocolos de comunicação recebe o nome de “arquitetura de rede”, que pode variar de uma rede para outra. A comunicação entre diferentes redes só é possível quando há padrões, o modelo OSI (Open System Interconnection) baseado na proposta padronizadora de protocolos desenvolvida pela Organização Internacional de Normas (ISO, International Organization for Standardization).


O MODELO OSI
O modelo de referência OSI (Open System Interconnection) para a interconexão de sistemas abertos define qual é a função que deve realizar cada uma das camadas propostas, sem entrar na arquitetura de rede, já que não especifica nem os serviços, nem os protocolos que devem ser utilizados. Segundo o órgão INTRAGOV (Infra-estrutura Única de Comunicação do Estado de São Paulo) “esse modelo conceitual provê uma base comum para a coordenação do desenvolvimento de padrões com a finalidade de interconexão de sistemas de tratamento da informação. Sistemas que seguem os padrões desenvolvidos de acordo com o modelo OSI são denominados sistemas abertos. O modelo OSI foi desenvolvido em conjunto pela ISO (International Standard Organization) e pelo ITU-T (International Telecommunication Union — Telecommunication Sector)”.

Os níveis propostos pelo modelo de referência OSI são sete:

Camada física. É a que facilita o meio de transmissão base que será utilizado, ou seja, rede telefônica, rádio celular ou satélites de comunicações. Também proporciona a corrente de bits sem se fixar em seu significado ou estrutura, e assegura sua correta recepção. É, portanto, a que realiza a transmissão de bits sobre o meio físico.
Camada de enlace de dados. Sua função é obter uma linha que pareça livre de erros de transmissão à capa de rede. Nessa capa é onde se produz o controle da transmissão de dados, controle no qual se leva em conta tanto o ruído, a velocidade e o sentido da transmissão, como o acesso a um canal compartilhado.

Camada de rede. Responsável pelo controle da sub-rede, isto é, do caminho que a informação deverá seguir desde a fonte até o destino.

Camada de transporte. Encarrega-se basicamente da aceitação de dados da camada de sessão, para depois dividi-los em unidades menores, caso isso seja necessário, e transmiti-los à camada de rede, assegurando que os mesmos cheguem corretamente. Leva, portanto, os pacotes de informação à aplicação que os deve receber.

Camada de sessão. É a que permite a usuários de diferentes máquinas ou estabelecimento de sessões entre eles (comunicações).


Camada de apresentação. É a que se ocupa da sintaxe e da semântica da informação transmitida. Sua função é representar a informação dos dados oferecida em um determinado código em outro assimilável pela rede e, em conseqüência, por outro computador que utilize um código diferente. É o que se costuma chamar de conversão de formatos.

Camada de aplicação. É a que contém os protocolos necessários para a correta transferência de arquivos, visualização de dados etc., entre diferentes sistemas.

Essa comunicação multicamadas é análoga ao processo que seria necessário se duas pessoas, a uma certa distância uma da outra e que falem diferentes idiomas, necessitem se comunicar: para tal seria necessária a intervenção de tradutores para que a comunicação se torne possível.

Nas comunicações por computador, a transmissão de dados em forma digital se realiza da maneira descrita.


Uma mensagem produzida pelas camadas de aplicação e de apresentação se executa na camada de sessão.

Esta, por sua vez, entrega à camada de transporte a mensagem para sua transmissão colocando um cabeçalho no princípio da mensagem para identificá-lo (e para que a máquina de destino possa entregar a mensagem na ordem correta se as camadas inferiores não mantiverem a seqüência), e passa o resultado à camada de rede. Já esta divide a mensagem em pacotes e inclui em cada um deles outro cabeçalho. Quando os pacotes chegam à máquina de destino, o processo se inverte até alcançar a obtenção da nova mensagem inicial. Cada capa extrai o cabeçalho que corresponde a sua camada análoga.


TRANSMISSÕES DIGITAIS


As novas tecnologias supõem uma nova maneira de transmitir os dados e a informação a partir de sua digitalização, ou seja, de sua conversão em bits. A transmissão de bits permite que sejam transferidos e atualizados os textos, as imagens e o áudio.



SERVIÇOS RDSI
A rede telefônica sofreu adaptações nos últimos anos em função da demanda de novos serviços como a transmissão de dados, o fax, o vídeo etc. Por esse motivo, e graças à evolução das comunicações digitais, surgiu a ISDN (Integrated Services Digital Network), ou na tradução, RDSI (Rede Digital de Serviços Integrados).

O serviço básico de RDSI continua sendo a voz, ainda que cada vez se some um maior número de características melhoradas: estabelecimento de chamadas imediatas apertando um único botão, informação do número e o nome de quem fala, conexão do telefone ao computador, medição de leitura de consumo de eletricidade de forma remota, alarmes de aviso imediato a bombeiros, polícia etc.


TRANSMISSÃO DE ÁUDIO
Quando uma onda de som (áudio) penetra no ouvido, o qual tem a função sensorial que permite captar os sons e transmiti-los, através do nervo auditivo, ao cérebro, onde são recebidos e analisados. De forma análoga, quando uma onda acústica incide em um microfone, este gera um sinal elétrico analógico. Mediante um ADC (Analog Digital Converter), conversor de analógico para digital, esse sinal de áudio é convertido em formato digital. Gera-se então um número binário à saída. Isso ocorre nos telefones digitais e nos CDs. Esse som digitalizado pode ser processado com facilidade mediante um software, e por essa razão é possível gravar, visualizar, editar, misturar e armazenar diferentes ondas de som.

TRANSMISSÃO DE VÍDEO
O olho humano tem a propriedade de manter durante alguns milésimos de segundos uma imagem que incide sobre a retina. Se a seqüência de imagens incidir na retina a um mínimo de cinqüenta imagens por segundo, o olho humano não percebe nenhum espaço de tempo entre imagem e imagem e, portanto, observa uma seqüência contínua. Tal princípio é utilizado na transmissão de imagens de televisão.

Para produzir uma imagem uniforme, o vídeo digital, o mesmo que o analógico, deve apresentar um mínimo de 25 frames por segundo (um frame é uma malha retangular de elementos de imagem, conhecido como píxel). Para evitar uma imagem trêmula, o computador armazena cada um dos quadros e os expõem duas vezes, sobrepostos. No caso da televisão digital, isso não ocorre, já que a televisão não tem memória e não pode entrelaçar imagens.

No Brasil, as empresas de TV por assinatura já oferecem a transmissão digital, ou a TV digital. Essa tecnologia oferece melhor qualidade de som e imagem ao telespectador, e permite que o mesmo possa utilizar funções como guia de programação com informações como sinopse e horário de início e fim dos programas, mais de um canal de áudio em um programa (em duas línguas, por exemplo) e bloqueio, com senha, de canais ou programas de acordo com a classificação etária.

Outra diferença entre a TV digital e a analógica esta no fato de que a primeira é capaz de transmitir programas com som digital 5.1, o que significa que, se o consumidor tiver um home theater, as cinco caixas de som e o subwoofer serão usados para reproduzir o áudio do programa.

Portanto, são inegáveis as vantagens da TV digital, porém, a melhor delas é a da gravação. Algumas empresas brasileiras de TV por assinatura já oferecem serviços adicionais, como o DVR (gravador de vídeo digital), que grava várias horas de programação em um disco rígido. Com ele é possível programar para que o DVR grave um programa para ser assistido posteriormente ou gravar um programa que está sendo assistido.


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