Clientes Peer-to-Peer

O P2P ou Peer-to-Peer (Par-a-Par) é uma tecnologia para estabelecer uma espécie de rede de computadores virtual, onde cada estação possui capacidades e responsabilidades equivalentes. Difere da arquitectura cliente/servidor, no qual alguns computadores são dedicados a servirem dados a outros. Esta definição, porém, ainda é demasiado sucinta para representar todos os significados do termo Peer-to-Peer.

Modelo OSI

ISO foi uma das primeiras organizações para definir formalmente uma forma comum de conectar computadores. Sua arquitectura é chamada OSI (Open Systems Interconnection), Camadas OSI ou Interconexão de Sistemas Abertos.
Esta arquitectura é um modelo que divide as redes de computadores em sete camadas, de forma a se obter camadas de abstracção. Cada protocolo implementa uma funcionalidade assinalada a uma determinada camada.
A ISO costuma trabalhar em conjunto com outra organização, a ITU (International Telecommunications Union), publicando uma série de especificações de protocolos baseados na arquitectura OSI. Estas séries são conhecidas como 'X ponto', por causa do nome dos protocolos - X.25, X.500, etc.

Modelo Cliente/Servidor

Cliente/servidor é um modelo computacional que separa clientes e servidores, sendo interligados entre si geralmente utilizando-se uma rede de computadores. Cada instância de um cliente pode enviar requisições de dado para algum dos servidores conectados e esperar pela resposta. Por sua vez, algum dos servidores disponíveis pode aceitar tais requisições, processá-las e retornar o resultado para o cliente. Apesar do conceito ser aplicado em diversos usos e aplicações, a arquitectura é praticamente a mesma.

Redes de Computadores

Uma rede de computadores consiste de 2 ou mais computadores e outros dispositivos ligados entre si e compartilhando dados, impressoras, trocando mensagens (e-mails), etc. Internet é um exemplo de Rede. Existem várias formas e recursos de vários equipamentos que podem ser interligados e compartilhados, mediante meios de acesso, protocolos e requisitos de segurança.

Compressão de Dados

A compressão de dados é o acto de reduzir o espaço ocupado por dados num determinado dispositivo. Essa operação é realizada através de diversos algoritmos de compressão, reduzindo a quantidade de bits para representar um dado, sendo esse dado uma imagem, um texto, ou um arquivo (ficheiro) qualquer.

Detecção e Correcção de Erros na Transmissão de Dados

Na transmissão:
– 1º - Os dados de informação a serem transmitidos são transformados num polinómio D(x), em função dos "0"s e "1"s.
– 2º - Ao polinómio D(x) será adicionado no fim o mesmo número de zeros quanto o grau do polinómio gerador G(x).
– 3º - Fazemos a divisão do polinómio D(x) por G(x).
– 4º - O resto desta divisão R(x) será adicionado no fim da transmissão de D(x).

Exemplo:
D(x)=x7+x5+ x4+x2+x1 , ou seja: 10110110
G(x)= x4+ x3+x0 , ou seja: 11001
Polinómio de 4º grau temos que adicionar 4 bits 0 a D(x)
Caso o receptor tivesse recebido a seguinte mensagem 101101110111, a divisão pelo polinómio gerador não daria zero, como tal iria pedir a reetransmissão da mensagem.

Outros métodos de detecção e correcção de Erros:
• Paridade Combinada
• Código de Hamming
• Código m-entre-n
• Código Aritmético
• Checksum

Ligações Síncronas e Assíncronas

Numa ligação assíncrona, cada bloco de dados inclui um bloco de informação de controlo (chamado flag), para que se saiba exactamente onde começa e acaba o bloco de dados e qual a sua posição na sequência de informação transmitida.
Numa ligação sincrona, cada bloco de informação é transmitido e recebido num instante de tempo bem definido e conhecido pelo transmissor e receptor, ou seja, estes têm que estar sincronizados. Para se manter esta sincronia, é transmitido periodicamente um bloco de informação que ajuda a manter o emissor e receptor sincronizados.

Multiplexação

A multiplexação consiste na operação de transmitir várias comunicações diferentes ao mesmo tempo através de um único canal físico. O dispositivo que afecta este tipo de operação chama-se multiplexador (multiplexer ou apenas mux). Existem diferentes modos de efectuar a multiplexação, nomeadamente:

- Multiplexação por Divisão de Frequência (FDM - Frequency Division Multiplexing); o espectro de frequências é dividido em diversas faixas, uma para cada transmissão ou comunicação distinta.
- Multiplexação por Divisão de Tempo (TDM - Time Division Multiplexing); o tempo de transmissão de um canal é dividido em pequenas fracções de tempo (iguais ou de acordo com uma proporção estatística), atribuindo-se uma fracção a cada uma das várias transmissões que estão a decorrer ao mesmo tempo.

Modulação e Desmodulação

-Os sinais digitais não passam através dos meios de comunicação (atenuação, valor médio dif. de 0 ...);

-Modems convertem os sinais digitais para sinais analógicos apropriados à transmissão através desses meios de transmissão, e vice-versa;.Modulação:
-Modulação de amplitude: Modulação em Amplitude ou simplesmente AM (do inglês Amplitude Modulation - Amplitude Modulada), é a forma de modulação em que a amplitude de um sinal senoidal, chamado portadora, varia em função do sinal de interesse, que é o sinal modulador. A frequência e a fase da portadora são mantidas constantes. Matematicamente, é uma aplicação direta da propriedade de deslocamentos em frequências da transformada de Fourier, assim como da propriedade da convolução;

-Modulação de frequência: FM é a abreviatura para modulação em frequência ou frequência modulada (frequency modulation -, em inglês).
Iniciada nos Estados Unidos no início do século XX, FM é uma modalidade de radiodifusão que usa a faixa 87,5 Mhz a 108 Mhz com modulação em frequência.
Uma rádio em FM apresenta uma ótima qualidade sonora mas com limitado alcance, chegando em média a 100 quilómetros de raio de alcance. Em condições esporádicas de propagação, é possível sintonizar emissores a centenas de quilômetros. A potência dos sistemas de emissão pode variar entre poucos watts (rádios locais) até centenas de quilowatts, no caso de retransmissores de grande cobertura.
O FM dispõe de um sistema de envio de informação digital, o RDS (Radio Data System) que permite apresentar informações sobre a emissora sintonizada. Também, a boa qualidade de som desta gama de frequências de radiodifusão é adequada ao uso da estereofonia.
A qualidade da transmissão por modulação em frequência fez com que esta fosse adotada para a transmissão do audio da TV aberta (canais 2 a 13).

-Modulação de fase: Modulação em Fase (ou PM - Phase Modulation) é um tipo de modulação analógica que se baseia na alteração da fase da portadora de acordo com o sinal modulador (mensagem). Usada para transmissão de dados.
Ao contrário da Modulação em Frequência (FM), a Modulação por fase é pouco usada, pois precisa de equipamento mais complexo para a sua recepção.

.Desmodulação:

- AM (Desmodulação em Amplitude) e FM (Desmodulação em Fase): A desmodulação de sinais modulados em AM faz-se através da extração do envelope do sinal passabanda, podendo ser efectuada de forma não coerente, i.e., sem conhecer de forma exacta a frequência do sinal modulador. Já o mesmo não acontece para a desmodulação de fase que necessita ser feita em modo coerente com o emissor, já que a informação é transmitida exactamente na fase do sinal recebido. Existe um grande número de técnicas para efectuar a desmodulação seja de amplitude seja da fase. Na prática esta tarefa encontra-se grandemente simplificada se as componentes em fase e quadratura forem previamente extraídas utilizando o envelope complexo.

Taxa de Transmissão e Largura de Banda

A taxa de transmissão de um canal ou meio físico é a quantidade de bis que a esse meio consegue transmitir por segundo. Esta taxa pode ser expressa em bits por segundo - bps (bits per second) - ou Kylobits, Megabits ou Gigabits por segundo. As taxas de transmissão entre dois computadores dependem de vários factores, tais como: - as características dos cabos utilizados; - a quantidade de tráfego de mensagens provenientes dos vários nós da rede; - a utilização de largura de banda para transmissão de um só ou vários fluxos de mensagens ao mesmo tempo (multiplexação); - as taxas máximas de transmissão dos modems ou outros dispositivos de comunicação; etc.
A largura de banda (bandwidth) de um cabo ou canal de transmissão de dados é a diferença ou amplitude entre as frequências mais alta e mais baixa que esse canal permite ou utiliza.As frequências são expressas em hertzs, ou seja, número de ciclos ou impulsos por segundo. A uma maior largura de banda de um canal de transmissão corresponderá a uma maior capacidade de transmissão de informação. Essa maior capacidade de transmissão pode traduzir-se em taxas de transmissão mais elevada ou na possibilidade de ser desdobrada em vários fluxos de mensagens ao mesmo tempo (multiplexação).

Dados e Sinais Analógicos e Digitais

Os Sistemas informáticos processam informação sob a forma de sinais digitais, ou seja, sinais eléctricos que codificam zeros e uns (Bit - Binary Digits). A transmissão desses sinais de um computador para o outro tem de ser feitas de modo a que o receptor possa interpretar os sinais recebidos. A generalidade das redes locais utilizam meios de transmissão que mantêm os dados no seu formato digital - sinais sob a forma de "ondas quadradas". Porém, em algumas redes alargadas, os sinais são transmitidos em formato analógico - impulsos sob a forma de ondas sinusoidais, com amplitudes e frequências que podem assumir valores variáveis dentro de determinados intervalos. A tendência actual é para a generalização da utilização dos sinais digitais, mesmo nas redes telefónicas. isto está a ocorrer com a evolução das redes telefónicas tradicionais para as RDIS (Redes Digitais com Integração de Serviços) ou ISDN (Integrated Services Digital Networks). Porém, enquanto existirem linhas analógicas na interligação de computadores ou redes de computadores, temos de ter em conta a as operações de conversão dos sinais digitais para analógicos e vice-versa, operações essas que estão a cargo de dispositivos designados por modems.

Transmissões Simplex, Half-Duplex e Full-Duplex

Quanto ao sentidos em que a informação pode ser transmitida através de um canal entre emissores e receptores, as transmissões de dados podem ser de 3 tipos:

Simplex - Neste caso, as transmissões podem ser feitas apenas num só sentido, de um dispositivo emissor para um ou mais dispositivos receptores; é o que se passa, por exemplo, numa emissão de rádio ou televisão; em redes de computadores, normalmente, as transmissões não são desse tipo.
Half-Duplex - Nesta modalidade, uma transmissão pode ser feita nos dois sentidos, mas alternadamente, isto é, ora num sentido ora no outro, e não nos dois sentidos ao mesmo tempo; este tipo de transmissão é bem exemplificado pelas comunicações entre computadores (quando um transmite o outro escuta e reciprocamente); ocorre em muitas situações na comunicação entre computadores.
Full-Duplex - Neste caso, as transmissões podem ser feitas nos dois sentidos em simultâneo, ou seja, um dispositivo pode transmitir informação ao mesmo tempo que pode também recebe-la; um exemplo típico destas transmissões são as comunicações telefónicas; também são possíveis entre computadores, desde que o meio de transmissão utilizado contenha pelo menos dois canais, um para cada sentido do fluxo dos dados.

Meios Físicos de Transmissão

. CABOS:
- Elécticos:
1)Cabos de Pares Entrançados: Os cabos de pares entrançados consiste em um ou vários pares de fios de cobre; os dois fios de cada par são entrançados, ou seja, enrolados em torno um do outro, com o objectivo de criar à sua volta um campo electromagnético que reduz a possibilidade de interferências de sinais externos.Os cabos pares entrançados são cabos do mesmo tipo dos que são usados nas linhas telefónicas. Devido à sua relativa simplicidade e baixo custo, conjugadamente com boas características de transmissão, estes cabos têm sido largamente utilizados quer em redes locais quer em redes alargadas. Em redes alargadas, os cabos mais utilizados são os das linhas telefónicas; no entanto, também existem MAN e WAN com os seus sistemas de transmissão próprios, independentes das redes telefónicas.
2)Cabos Caxias: Este tipo de cabos consiste em diversas camadas concêntricas (daí deriva a designação de coaxial) de condutores e isolantes: um núcleo de cobre relativamente espesso, envolto por um isolador, o qual, por sua vez, é rodeado por uma rede ou malha metálica, e, por fim, tudo isso contido dentro de um invólucro externo do plástico ou PVC. Trata-se de de cabos do mesmo tipo dos que são usados em aparelhos de televisão (para ligação à antena) ou em aparelhos de vídeo. existem dois formatos principais de cabos coaxiais:
►Thin Ethermet (também designada por thinnet ou 10base2) - um cabo coaxial fino, com uma capacidade de transmissão de cerca de 10 Mbps, com uma extensão máxima de segmentos de rede de cerca de 185 metros; com este tipo de cabo as ligações às placas de rede dos computadores são feitas através de conectores BNC;
► Thick Ethernet (também designado por thicknet ou 10base5) - um cabo coaxial grosso, com uma taxa de transmissão semelhante ao anterior, mas com uma extensão máxima de segmento de rede de cerca de 500 metros; com este tipo de cabo as ligações às placas dos computadores não são feitas directamente, mas através de dispositivos específicos, chamados transceivers (transmiter + receiver).Os cabos coaxiais têm boas características de transmissão, nomeadamente, grande resistência a interferências, taxas de transmissão razoáveis e alguma flexibilidade em termos de conexões; por isso, foram, durante algum tempo, bastante utilizados em redes locais. Contudo, recentemente as preferências têm se deslocado para os cabos UTP, uma vez que estes proporcionam melhores taxas de transferências e maior flexibilidade de instalação e melhores condições de manutenção.
- Opticos: Os cabos de fibra óptica diferem dos cabos eléctricos porque transmitem os dados através de sinais ópticos (fotões), em vez de ser através de sinais eléctricos (electrões). Os cabos de fibra óptica consistem em núcleos de fibras de vidro ou plástico especial (dióxido de sílica puro); essas fibras são rodeadas por um revestimento (cladding) que possui um grau de refracção diferente em relação ao núcleo; o conjunto é envolto por um revestimento externo. Os sinais luminosos são transmitidos no interior das fibras incluidas no núcleo, mas com a contribuição do seu revestimento (cladding), que reflecte a luz de modo a que ela seja transmitida através da fibra, com um reduzido índice de perda ou dissipação (que, contudo, não pode eliminar-se completamente). As características das fibras ópticas tornam-nas um excelente meio para a transmissão de dados (sinais digitais), uma vez que:
►é completamente imune a interferências electromagnéticas;
►permite transportar os sinais digitais sem perdas através de distâncias superiores ás conseguidas por outros tipos de cabos;
►proporcionam taxas de transmissão mais elevadas do que qualquer outro meio;
►as fibras podem ser agrupadas em número elevado num mesmo cabo, mantendo um espessura reduzida (por exemplo, 1000 fibras por cabo). Estas características fazem com que as fibras ópticas sejam consideradas como o meio de transmissão mais adequado para os sistemas de comunicação mais exigentes, uma vez que permitem efectuar um elevado número de transmissões em simultâneo, com elevadas taxas e grande fiabilidade. As fibras ópticas constituem assim o meio de transmissão ideal para a construção das designadas "auto-estradas da informação". Contudo, a tecnologia das fibras ópticas ainda tem custos relativamente elevados (quando comparada com a dos outros cabos), o que tem sido um factor impeditivo da sua difusão em larga escala. Por exemplo, ao nível de pequenas redes locais é injustificada a utilização dessa tecnologia, uma vez que os cabos eléctricos conseguem bons desempenhos com preços muito mais reduzidos.

.Transmissões sem Fios:
- Ondas de Infravermelhos: Os raios infravermelhos podem ser utilizados (tal como em certos sistemas de uso doméstico: televisões, vídeos, automóveis, etc.) para transmitir sinais digitais entre computadores. Para tal, torna-se necessário que estes se encontrem relativamente próximos uns dos outros, por conseguinte, apenas poderão ser usados em LAN. Além disso, também é necessário que não existam obstruções físicas no espaço onde os sinais têm de circular. As LAN baseadas em infravermelhos podem atingir velocidades da ordem dos 10 Mbps, contudo são mais dispendiosas e mais susceptíveis a erros do que as que são baseadas em cabos.
- Ondas de Rádio e Microondas: As ondas de rádio são ondas do mesmo tipo das que são utilizadas nas transmissões de rádio (radiodifusão e radioamadores). As microondas situam-se numa faixa espectral mais elevada (na ordem dos 2 a 30 GHz), sendo muito utilizadas nas comunicações móveis (telemóveis). A constituição de redes baseadas em ondas de rádio ou em microondas implica a instalação de antenas ou dispositivos de emissão e recepção (transceivers: transceivers + receivers). A partir de certas distâncias, torna-se mesmo necessária a instalação de retransmissores. É possível utilizar esta tecnologia em redes do tipos campus (conjunto de edifícios vizinhos) ou do tipo MAN (redes de áreas urbanas). As ondas de rádio podem passar através de paredes, enquanto as microondas necessitam, regra geral, de um espaço limpo de obstruções. A principal desvantagem deste tipo de redes é a sua normalmente baixa capacidade em termos de velocidade de transmissão.
- Ondas de Satélite: Os satélites utilizados para telecomunicações ou transmissão de dados sob a forma digital encontram-se situados em órbitas geostacionárias, em torno do equador, a cerca de 30-40 Km da superfície terrestre. A comunicação com esses satélites implica antenas parabólicas, ou seja, dispositivos de transmissão e recepção capazes de efectuar: - os uplinks: as emissões da Terra para o satélite; - os downlinks: as recepções do satélite para a Terra. As ondas de satélite são utilizadas em comunicações intercontinentaisou abrangendo grandes distâncias geográficas e, normalmente, suportam uma largura de banda elevada (da ordem dos 500 MHz), embora estejam sujeitas a atrasos devido às grandes distâncias percorridas.

Sistema de Comunicação

As redes públicas de telecomunicações provém uma variedade de aplicações para os sistemas de transmissão por fibras ópticas. As aplicações vão desde a pura substituição de cabos metálicos em sistemas de longa distância interligando centrais telefónicas (urbanas e interurbanas) até a implantação de novos serviços de comunicações, por exemplo, para as Redes Digitais de Serviços Integrados (RDSI). A utilização de fibras ópticas em cabos submarinos intercontinentais constitui por um outro exemplo, bastante difundido, de aplicação em sistemas de comunicações de longa distância.
Uma segunda classe importante de aplicações de fibras ópticas em sistemas de comunicações, em fase formidável expansão, é a dos sistemas locais. Aqui destacam-se as redes locais de computadores, utilizadas em sistemas privados de comunicações, voltados, principalmente, para a automação de escritórios e automação industrial. Também , pode ser incluída nesta classe de aplicações a integração de serviços a nível da rede publica urbana de assinantes (RDSI).

Rede Telefónica
Uma das aplicações pioneiras das fibras ópticas em sistemas de comunicações corresponde aos sistemas tronco de telefonia, interligando centrais de tráfego interurbano. Os sistemas tronco exigem sistemas de transmissão (em geral, digitais) de grande capacidade, envolvendo distâncias que vão, tipicamente, desde algumas dezenas até centenas de quilómetros e, eventualmente, em países com dimensões continentais, até milhares de quilómetros. As fibras ópticas, com suas qualidades de grande banda passante e baixa atenuação, atendem perfeitamente a esses requisitos.

Figura 2.2 Comparação do custo relativo de diferentes meios de transmissão de alta capacidade {5, 6}

A alta capacidade de transmissão e o alcance máximo sem repetidores, permitidos pelos sistemas de transmissão por fibras ópticas, minimizam os custos por circuito telefónico, oferecendo vantagens económicas significativas. A Figura 2.2, por exemplo, compara os custos relativos de sistemas troncos digitais, a 140 Mbps e 560 Mbps, utilizando fibras ópticas e cabos coaxiais {5, 6}. A interligação de centrais telefónicas urbanas é uma outra aplicação das fibras ópticas em sistemas de comunicações. Embora não envolvam distâncias muito grandes (tipicamente da ordem de 5- 20 Km), estes sistemas usufruem da grande banda passante das fibras ópticas para atender a uma demanda crescente de circuitos telefónicos em uma rede física subterrânea geralmente congestionada. Inúmeros sistemas deste tipo estão instalados deste tipo estão instalados no país e no exterior.
No Japão, desde 1985, está instalado um sistema tronco nacional de telefonia com fibras ópticas, a 400 Mbps, interconectado várias cidades ao longo de um percurso de 3400 Km, com espaçamento entre repetidores de até 30 Km {7}. Com a flexibilidade de expansão permitida pelas fibras ópticas, já está sendo experimentada uma ampliação da capacidade de transmissão do sistema tronco para 1,7 Gbps. Nos EUA, os sistemas tronco da rede telefónica, instalados até o final de 1987, já consumiram mais de um milhão de quilómetros de fibras ópticas {8}. O espaçamento típico entre repetidores nos sistemas tronco americanos é de 48 Km e a taxa de transmissão é de 417 Mbps, prevendo-se também uma futura expansão da capacidade do sistema para 1,7 Gbps.

Rede Digital de Serviços Integrados (RDSI)

Figura 2.3 Evolução da rede de assinantes: a-) fibra óptica para CATV; b-) sistema integrado; c-) apenas fibra óptica.

A rede local de assinantes, isto é, a rede física interligado os assinantes à central telefónica local, constitui uma importante aplicação potencial de fibras ópticas na rede telefónica. Embora as fibras ópticas não sejam ainda totalmente competitividade com os pares metálicos, a partir da introdução de novos serviços de comunicações (videofone, televisão, dados etc.), através das Redes Digitais de Serviços Integrados (RDSI), o uso de fibras ópticas na rede de assinantes tende a ser imperativo. A Figura 2.3 ilustra a evolução no uso de fibras ópticas na rede de assinantes em RDSI {9}.

Figura 2.4 Arquitecturas para a rede de distribuição dos assinantes com fibras ópticas.

A grande banda passante oferecida pelas fibras ópticas, além de suportar novos serviços de transmissão permite configurar a rede de assinantes em topologias mais económicas em termos de cabeação (Figura 2.4). Além disso, com as grandes quantidades de fibras ópticas necessárias para a rede de assinantes, o custo dos cabos ópticos deve cair consideravelmente, aproximando-se do custo dos cabos com pares metálicos.
Um outro desafio a considerar para a disseminação de fibras ópticas na rede de assinantes, além da redução dos custos actuais, é a interfaces ópticas adequadas aos aparelhos telefónicos. Essas interfaces exigem, por exemplo, a implementação de técnicas para accionamento da campainha e energização do aparelho telefónico via fibra óptica. Com os avanços da tecnologia de componentes optoeletrónicos e dispositivos de óptica integrada espera-se, entretanto, soluções satisfatórias num futuro não muito distante.

O uso de fibras ópticas em redes de assinantes em cidades- piloto tem servido como laboratório, em diversos países, para o desenvolvimento da tecnologia de fibras ópticas e de novos serviços suportados pela rede telefónica (RDSI). É o caso, por exemplo, do projecto Biarritz {10} na França e do sistema BIGFON {11} na Alemanha. Em Tóquio, no Japão, experimenta-se desde 1984 o Sistema Modelo INS, envolvendo a transmissão por fibras ópticas de voz digitalizada, dados, fac-símile colorido e imagem, para mais de 300 assinantes {12}. Nos EUA, a AT&T oferece desde 1985 o sistema VIVID da AT&T usa fibras ópticas para conectar o terminal de vídeo digital do assinante ao comutador de vídeo na central telefónica local, a uma taxa de 45 Mbps.

Cabos Submarinos
Os sistemas de transmissão por cabos submarinos, parte integrante da rede internacional de telecomunicações, é uma outra classe de sistemas onde as fibras ópticas cumprem actualmente um papel de fundamental importância. Os cabos submarinos convencionais, embora façam uso de cabos coaxiais de alta qualidade e grande diâmetro para minimizar a atenuação, estão limitados a um espaçamento máximo entre repetidores da ordem de 5 a 10 Km {6}. As fibras ópticas, por outro lado, considerando-se apenas os sistemas de 3ª geração (1,3 mm), permitem actualmente espaçamentos entre repetidores em torno de 60 Km. Com a implantação dos sistemas de transmissão por fibras ópticas de 4ª geração (1,55mm), alcances sem repetidores superiores a 100 Km serão perfeitamente realizáveis. Além disso, as fibras ópticas oferecem facilidades operacionais (dimensões e peso menores) e uma maior capacidade de transmissão, contribuindo significativamente para atender à crescente demanda por circuitos internacionais de voz e de dados, a um custo mais baixo ainda que os enlaces via satélite.

Figura 2.5 Cabo óptico submarino TAT-8 interligando os EUA e a Europa {8}

Se a demanda de tráfego entre os EUA e a Europa continuar com a taxa de crescimento dos últimos 30 anos (25% ao ano), o que é bastante provável, em 1992 será necessário um novo sistema transatlântico com capacidade duas vezes superior ao TAT-8. Para enfrentar esta perspectiva, já foi concebido e está desenvolvido o sistema TAT-9, operando em 1,55mm, com maior capacidade de transmissão e espaçamento entre repetidores {13,16}.

O sistema TAT-9 será composto por dois subsistemas a 560 Mbps, interligando, através de unidade de derivação e multiplexação, Manahawkim no EUA e Pennant Point no Canadá a três localidades na Europa (Goonhilly na Inglaterra, Saint Hilaire de riez na França e Conil na Espanha). No total serão 9.000 Kmde cabo óptico submarino com um espaçamento médio entre repetidores da ordem 110 a 120 Km.
No Japão existem actualmente vários sistemas de cabos submarinos com fibras ópticas interligando ilhas do arquipélago,desde sistemas sem repetidores operando nas diferentes hierarquias dos sistemas PCM (32, 6,3 e 1,5 Mbps com fibra índice gradual; 100 e 400 Mbps com fibra monomodo) até um cabo submarino tronco doméstico com repetidores {7}. Os sistemas sem repetidores têm alcances variando de 33 a 48 Km, segundo a taxa de transmissão, e operam a uma profundidade de até 1500 metros. O cabo óptico submarino que compõe o sistema tronco doméstico opera comercialmente desde 1986, a 400 Mbps, com repetidores espaçados de 40 Km, perfazendo um total de 1000 Km a uma profundidade de até 8000 metros.
Na Inglaterra, desde 1987, opera um sistema com cabo óptico submarino, interconectado Dartmouth à ilha de Guernsey no Canal da Mancha, numa distância de 135 Km sem repetidores.
Na França, um cabo óptico submarino interliga Marselha no continente a Ajaccio na Córsegaa, numa distância de 330 Km com 9 repetidores {13}.

Televisão por Cabo (CATV)
A transmissão de sinais de vídeo através de fibras ópticas é uma outra classe de aplicações bastante difundida {17}. As fibras ópticas tem sido utilizadas, por exemplo, para interligar, em distâncias curtas, câmeras de TV e estúdios ou estações monitoras externas instaladas em veículos. Também nos circuitos fechados de TV, associados a sistemas educacionais ou a sistemas de supervisão e controle de tráfego e segurança em usinas ou fábricas, tem-se utilizado fibras ópticas como suporte de transmissão. Entretanto,a aplicação maior consumidora de fibras ópticas para a transmissão de sinais de vídeo é constituída pelos sistemas de televisão por cabo (CATV).
As fibras ópticas oferecem aos sistemas de CATV, além de uma maior capacidade de transmissão, possibilidades de alcance sem repetidores (amplificadores) superior aos cabos coaxiais banda-larga. Nos sistemas CATV com cabos coaxiais banda-larga, o espaçamento entre repetidores é da ordem de 1 Km e o número de repetidores é em geral limitado a 10 em função do ruído e distorção, enquanto que com fibras ópticas o alcance sem repetidores pode ser superior a 30 Km {18}. Além de um melhor desempenho, a tecnologia actual de transmissão por fibras ópticas é competitiva economicamente e apresenta uma confiabilidade substancialmente melhor que os sistemas CATV convencionais com cabos coaxiais banda-larga {19}.
Embora a transmissão de imagem digital permita um desempenho superior, os custos dos equipamentos envolvidos com a digitalização têm restringido o uso de fibras ópticas em sistemas CATV com transmissão se sinais de vídeo, principalmente na forma analógica.
Um dos primeiro sistemas comerciais de CATV com fibras ópticas foi instalado em 1976, em Hasting, Inglaterra, {3}. Este sistema pioneiro tinha uma extensão de 1,4 Km, distribuindo sinais de vídeo para 34.000 assinantes. Um outro exemplo de sistema pioneiro de transmissão de vídeo por fibras ópticas, neste caso, de transmissão de vídeo digital, é dado pelo sistema instalado na cidade de London (Ontário), Canadá, interligando um estúdio central de distribuição ao conversor de frequências (head end) na extremidade do cabo tronco CATV {3}. A transmissão digital dos sinais de vídeo neste sistema é feita 322 Mbps, em um cabo óptico com 8 fibras, transportando 12 canais de vídeo e 12 canais FM estéreos numa distância de 7,8 Km. No Japão, um sistema experimental de CATV por fibras ópticas opera a 900 Mbps com 8 canais de vídeo e 16 canais de áudio num tronco de até 20 Km {20}. Grandes avanços neste campo são esperados são esperados com a introdução de multiplexação por divisão em frequência através dos sistemas ópticos coerentes.

Sistemas de Energia e Transporte
A difusão de fibras ópticas nas redes públicas de telecomunicações tem estimulado a aplicação desse meio de transmissão em sistemas de utilidade pública que provêm suas próprias facilidades de comunicações, tais como os sistemas de geração e distribuição de energia eléctrica e os sistemas de transporte ferroviário. As facilidades de comunicações incluem, além dos serviços de comunicação telefónica, serviços de telemetria, supervisão e controle ao longo do sistema. As distâncias envolvidas podem ser de alguns quilómetros em sistemas de transporte metropolitanos- por exemplo, metrô- até centenas de quilómetros ao longo de linhas de transmissão ou linhas férreas. Embora estes sistemas geralmente não requeiram grandes bandas passantes, o uso de fibras ópticas é atraente, principalmente em função de suas qualidades de imunidade eletromagnética, isolação eléctrica e baixas perdas. Sistemas de transmissão digital PCM a 2 Mbps {18,21}, bem como cabos ópticos especiais {22,23} para este tipo de aplicação têm sido experimentados ou colocados em operação comercial nos últimos anos.
Redes Locais de Computadores
As comunicações entre computadores são suportadas por sistemas de comunicação de dados que costumam ser classificados, segundo as distâncias envolvidas, em redes de computadores a longa distância ou redes locais de computadores.
As redes de computadores a longa distância utilizam –se basicamente dos meios de transmissão comuns à rede telefónica. Embora geralmente usem técnicas distintas (comutação de pacotes, modems etc), essas redes a longa distância são implantadas ou integradas nos mesmos suportes físicos de transmissão da rede telefónica. Assim sendo, o uso de fibras ópticas em sistemas de comunicação de dados a longa distância acompanha a evolução da aplicação de fibras ópticas na rede telefónica (cabos troncos, cabos submarinos, RDSI etc).
As redes locais de computadores, utilizadas para interconectar recursos computacionais diversos (computadores, periféricos, bancos de dados etc.) numa área privada e geograficamente limitada (prédio, usina, fábrica, campus etc), caracterizam-se pela especificidade e variedade de alternativas tecnológicas quanto ao sistema de transmissão {2}. Voltadas principalmente para aplicações em automação de escritórios e em automação industrial, com requisitos exigentes em termos de confiabilidade, capacidade de transmissão e facilidades operacionais, as redes locais de computadores têm nas fibras ópticas uma excelente alternativa de meio de transmissão. Embora os custos e alguns problemas tecnológicos ainda inibam sua competitividade com os suportes convencionais, as fibras ópticas, em determinadas aplicações, apresentam-se como a melhor e às vezes única alternativa de meio de transmissão para as redes locais de computadores.
Sistemas centralizados, envolvendo um computador de grande porte (mainframe) e vários terminais remotos, embora não sendo propriamente uma rede de computadores, constituem sistemas de comunicação de dados em nível local onde a substituição de cabos metálicos por fibras ópticas pode ser vantajosa {24,25}. Utilizadas em barramentos internos serializados ou na interligação dos terminais remotos, as fibras ópticas permitem, desde um melhor desempenho em termos de alcance e banda passante, até maiores facilidades (menor volume e peso) na instalação dos cabos.

Existem vários exemplos do uso de fibras ópticas em redes locais de computadores {2, 26, 27}. De um modo geral, as iniciativas buscam usufruir de uma ou mais qualidades das fibras ópticas a fim de atenderem a situações diversas, tais como, por exemplo:
-necessidade de maior alcance da rede ou de segmentos dentro da rede;
-demanda de novos serviços de comunicação local exigindo grandes bandas passantes;
-necessidade de maior confiabilidade do sistema em ambientes hostis etc.
em razão dos custos associados aos nós de comunicação serem ainda relativamente altos, o uso da tecnologia de fibras ópticas em redes locais de computadores tem se limitado principalmente aos grandes sistemas {28}. É o caso, por exemplo, do sistema RIPS (Research Onformation Processing System) do Centro de Pesquisa de Tsukuba no Japão {2} e da rede com integração de voz que a companhia Delta Air Lines opera no aeroporto internacional de Atlanta nos EUA {29}. O sistema RIPS, cuja configuração geral é mostrada na Figura 2.6, integra, através de fibras ópticas, serviços de transmissão de voz, dados e imagem para atender às atividades de P&D de mais de 3.000 pessoas. Uma outra classe de aplicação, justificando economicamente o uso de fibras ópticas em redes locais de computadores, tem sido em fábricas ou plantas onde os processos têm requisitos de confiabilidade imperativos (usinas nucleares, elétricas etc) ou exigem grandes capacidades de transmissão, como os sistemas de manufatura integrada (CAD, CAM etc).

Figura 2.6 Configuração geral do sistema RIPS