Comunicação cabeada

Fundamentos da camada física

1. Relembrando Série de Fourier

2. Energia transmitida

Os vídeos acima demonstram os conceitos básicos por trás do uso de séries de senóides para a reconstrução de qualquer sinal e como isso pode ser analisado de modo que sua distribuição de potência no espectro das frequências possa ser avaliada. A pergunta que pode restar é: por quê fazer isso? Como isso se encaixa no contexto de condutores elétricos?

A resposta é simples: os condutores elétricos servem para conduzir sinais. Esses sinais, por sua vez, podem ser representados por uma somatória de ondas senóides de frequências e amplitudes distintas. Sendo assim, qual é o requisito básico para que um sinal chegue de forma inteligível ao seu destino? Antes de responder a essa pergunta, permitam-me utilizar um exemplo do livro “Computer Networks”, de Tanembaum. Vamos avaliar um sinal digital e suas componentes harmônicas - ou seja, a amplitude das senóides de cada frequência que, quando juntas, reproduzem o sinal enviado -.

Percebe-se, pela amplitude dos harmônicos apresentados acima, que a natureza do sinal - sua frequência natural e a informação em si nele contida - influencia diretamente na distribuição de potência por frequência (afinal, a amplitude dos senóides tem proporção direta com a potência do sinal naquela frequência). Como para nós é particularmente interessante a reconstrução desse sinal, vejamos abaixo o impacto causado quando restringimos o sinal original a apenas alguns de seus harmônicos.

Conseguimos, portanto, concluir dois aspectos elementares que regem a transmissão de dados na camada física:

Todo sinal, não importa sua natureza, tem uma assinatura harmônica única. Sinais de alta frequência vão ter boa parte de sua potência atribuídas aos harmônicos de alta frequência.
Quando perdemos algumas frequências harmônicas, o sinal se degrada em proporção direta à contribuição dessas frequências com a potência do sinal.

Essas conclusões em si não nos dizem por quê é tão importante a análise no espectro de frequências até que consideremos mais um fato a respeito da transmissão de sinais:

Com a exceção do vácuo perfeito, todo e qualquer meio para transmissão de ondas (eletromagnéticas ou não) age como um filtro de frequências