CURSO DE TÉCNOLOGIA E

MIDIAS DIGITAIS

COMUNICAÇÃO LOCALASSÍNCRONA PADRÃO (RS232)

1º Semestre02004361 Denis de Souza Silva. Gabriel da Silva.

PUC-SP PONTIFICIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULO

COMUNICAÇÃO LOCAL ASSÍNCRONA

Consiste na transmissão de dados binários entre um remetente e um receptor.

Os dados binários são transmitidos através de pequenos pulsos elétricos.

A comunicação assíncrona não precisa que os dispositivos remetentes e receptores estejam previamente coordenados.

As mensagens são breves para que os dispositivos de emissão e de recepção não percam o sincronismo.

A sincronização é feita através de uma seqüência de bits.

É mais freqüentemente usada para transmitir dados de caracteres e é ideal para ambientes onde caracteres são transmitidos a intervalos regulares.

À comunicação Assíncrona é uma tecnologia simples e barata, adequada para a transmissão de caracteres podendo esperar por um tempo arbitrariamente longo entre transmissão de um caractere e outro desde que, o receptor esteja pronto para aceitar dados sempre que eles chegarem.

Por ser uma tecnologia simples e barata, a comunicação Assíncrona é freqüentemente usada para comunicação de PC a PC e terminais Host.

CODIFICAÇÃO DE PULSOS ELETRICOS

Os códigos binários são representados através de pulsos elétricos.

A alternação desses pulsos elétricos entre tensões negativas e positivas é que faz a codificação dos códigos binários 0 e 1.

Para se gerar o código binário 1 é usado uma tensão negativa.

Para se gerar o código binário 0 é usado uma tensão positiva.

ESTRUTURA DE UM CARACTER ASSÍNCRONO

Para se representar um determinado frame é preciso um conjunto de bits.Cada frame é representado por sete ou oitos dígitos Acompanhando cada conjunto de sete ou oito bits(caracteres) utiliza-se um bit de sinalização para indicar o início (Start) e outro para indicar o término (Stop) do frame.

DESCRIÇÃO DE BITS

UM BIT DE INÍCIO: sinaliza que um frame esta começando e possibilita ao dispositivo receptor sincronizar-se com a mensagem (startbits)

BIT DE DADOS: Consistem de 7 ou 8 bits quando estão sendo transmitidos dados de caracteres.

BIT DE PARIDADE: opcionalmente usado como um método grosseiro de detecção de erros.UM OU MAIS BITS DE FIM: Sinaliza o fim do frame de dados (Stop bits) .

Representação de um “R” e um “S”.

•BIT DE PARIDADE

A detecção de erros em transmissão assíncrona utiliza o bit de paridade. Os mais comuns são os seguintes:

PARIDADE PAR: O bit de paridade é definido para assegurar que seja enviado um número par de bits 1. Se o campo de dados tiver três bits 1, o bit de paridade será definido em 1 para produzir um total de 4 bits.PARIDADE IMPAR: O bit de paridade é definido para assegurar que seja enviado um número impar de bits 1. Se o campo de dados tiver três bits 1, o bit de paridade será definido em 0 para produzir um total de três bits O

PADRÃO RS-232

CONCEITO

O RS-232 consiste em um padrão que os hardwares remetentes e receptores precisam seguir, para que se transmita dados a qualquer momento e espere por um tempo arbitrariamente longo antes de transmitir outra vez.

Foi desenvolvido pela EIA (Associação das Indústrias Eletronicas), atendendo as especificações de algumas outras organizações mundiais como:

ITU –União Internacional de TelecomunicaçõesIEEE – Instituto dos Engenheiros Elétricos e Eletrônicos

Com essa padronização o RS-232 resolve questões como:

Qual a voltagem de ser usada para a variação de bits entre 0 e 1. Qual o tempo mínimo e máximo de ociosidade entre uma transmissão e outra?Como saber como hardware remetente e receptor se comuniquem no mesmo intervalo de tempo?

DESCRIÇÃO DO RS-232

A transmissão de uma seqüência códigos binários feita através do padrão RS-232 funciona diretamente como um meio de comunicação entre o DTE e o DCE.

Equipamentos como Modem são considerados como dispositivos DCE.

DTE:(”Data Terminal Equipment”) Equipamentos processadores que geram e recebe dados.

DTE:(”Data Terminal Equipment”) Equipamentos processadores que geram e recebe dados.

DCE: (“Dara Circuit-terminating Equipment”) Equipamentos que se encarregam de codificar ou modular os dados de uma forma adequada as condições do meio de transmissão

DCE: (“Dara Circuit-terminating Equipment”) Equipamentos que se encarregam de codificar ou modular os dados de uma forma adequada as condições do meio de transmissão

Fora do ambiente de rede existe diversos tipos de equipamentos que podem assumir o papel de DCE recebendo e enviando dados ao DTE, são eles:

Terminais Impressoras Teclados Monitores Mouses

Em alguns casos a comunicação não existe a separação entre DTE/DCE.

As interfaces DTE tem fortes limitações é habitual que o DCE funcione como um dispositivo periférico diretamente ligado ao barramento I/O do DTE

LIMITAÇÕES DE HARDWARE

DISPOSITIVOS RS-232

A variação da voltagem de sinais elétricos positivos e negativos deve-se ao fato de que:Um dispositivo não pode produzir uma tensão exata ou muda-la repentinamente. A energia elétrica tende a ser irregular , fazendo com que o sinal chegue imperfeito.

O RS-232 reconhece a imperfeição do hardware DCE, com isso ele especifica quão próximo do formato perfeito de energia um transmissor pode emitir, e quão tolerante a imperfeição de um receptor deve ser.

A transmissão entre DTE e DCE são baseadas em níveis eletrônicos a 20Kps.As transmissões RS-232 devem ser feitas inferior a 15m, sendo que a variação de voltagem das cargas elétricas devem ser de:

+3V até +12v para código 0 -3V até -12V para código 1

TAXA DE BAUD

ENQUADRAMENTO DE ERROS

TAXA DE BAUD: É a medida de quantas vezes um sinal de bits pode ser emitido por segundo, por exemplo um enviado por um modem é alterado.TAXA de Bps (bits por segundo): Significa quantos bits por segundo foram transmitidos.

A comunicação RS-232 especifica o número de bits que podem ser transferidos em um segundo.

As primeiras conexões RS-232 eram de 300bits/sAtualmente, 19.200bits e 33.600bits são as mais comuns.

Recordando que, os hardware remetentes e receptores apesar de não precisarem estarem previamente sincronizados, eles tem que concordar no comprimento de tempo em que a tensão será mantida para cada bit.

Por isso que um hardware de transmissão é avaliado em bauds, ou seja, o número de bits por segundo.

Sendo assim os hardware remetente e receptores devem estar configurado para usar a mesma taxa de bauds, caso isso não aconteça ocorrera erros uma vez que, o temporizador do receptor não esperará um comprimento de tempo apropriado para cada bit.

LARGURA DE BANDA

A largura de banda consiste basicamente em como o sinal de oscilação contínuo que pode ser enviado através do hardware.O hardware RS-232 tem uma largura de banda finita, que são medidas em ciclos por segundos ou Hertz(HZ).A largura de banda tem limitações que derivam de propriedades físicas da matéria e da energia.Qualquer sistema que usar ondas de rádio, luz som ou corrente elétrica tem uma mesma limitação de largura de banda.

TEOREMA DE NYQUIST

Foi descoberto na década de 20 de uma relação entre a largura de banda de um sistema de transmissão e o número máximo de bits por segundo que podem ser transferidos sobre esse sistema.

Para o esquema de transmissão de dados como o RS-232 que usa dois valores de tensão para codificar dados, o teorema estabelece que a taxa de dados máxima de bits por segundo que pode ser atingida sobre um sistema de transmissão de largura de banda B e 2B.

Sendo assim, como o sistema geral de transmissão usa K valores de tensão possíveis, em vez de 2 como o RS-232.

O teorema de Nyquist indica que a taxa de dados máxima em bits por segundos, D é:

D=2Blog2K

RUIDOS DE COMUNICAÇÃO

Após a implantação do teorema de Nyquist os engenheiros observaram que um sistema real de comunicação esta sujeito a pequenas interferências de fundo denominadas ruídos. Tais interferências impossibilita que se atinja a taxa máxima teórica de transmissão.

Foi então que em 1948. Claude Shannon estendeu o trabalho de Nyquist para especificar a taxa máxima que poderia ser conseguida sobre um sistema de transmissão que introduzisse ruído.

O Resultado chamado de Teorema de Shannon, pode ser expresso como:

C =Blog2(1 + S/N)

Onde:

C = Limite da capacidade de canal em bits por segundoB = Largura de banda do hardwareS = Potência média do sinalN = Pot6encia média do ruído

Obs: Iniciais S/N são conhecidas como a relação taxa-para-ruído.

INTERFACE RS-232

A Interface RS232 possui uma característica própria para conectar terminais a modem.É uma transmissão responsável pela orientação de dados em um enlace de dados ponto a ponto.

Tais transmissões podem ser:

TRANSMISSÃO SIMPLEX

Neste modo de operação o fluxo se dá em único sentido, tendo em uma extremidade apenas um dispositivo transmissor e do outro lado um dispositivo receptor. Transmissões de rádio e televisão são exemplos de transmissão simplex.

TRANSMISSÃO SEMI-DUPLEX

OU HALF-DUPLEX

Neste modo de operação o fluxo de informação ocorre em ambos sentidos mas de forma alternada, ou seja, ora se dá em um sentido , ora em outro, porém nunca de forma simultânea. Como exemplo poderíamos citar o sistema de rádio do tipo walk-talk.

TRANSMISSÃO FULL-DUPLEX

Neste modo de operação onde a transmissão acontece nos dois sentidos, de forma simultânea. Poderíamos entender uma linha full-duplex como funcionalmente equivalente a duas linhas simplex uma em cada direção. Uma linha full-duplex pode transmitir mais informações por unidade de tempo que uma linha half-duplex, considerando-se a mesma taxa de transmissão de dados.

Em muitas aplicações RS-232, existe a necessidade da informação fluir ao mesmo tempo nas duas direções. EX: conectar um terminal ASCII a um computador, a informação vai do teclado ao computador e ao mesmo tempo do computador para a tela.

MEIOS DE

COMUNICAÇÃO

Quanto a maneira de como a informação é seqüenciada pelo meio de comunicação podemos ter:

Comunicação Serial: é uma comunicação serial a transferência de dados BIT a BIT, enviando um bit de dados pelo cabo de cada vez.Neste modo de transferência utilizando-se de portas seriais. A porta é um soquete, instalado na parte traseira do computador ou equipamentos.

A porta serial tem 9 ou 25 pinos e é conhecida como conector-macho (Conector RS-232).As portas seriais podem enviar informações de maneira confiável a mais de seis metros.

Neste tipo de porta se conecta um mouse, modem, scanner ou eventualmente uma impressora. O computador rotula internamente cada porta serial com as letras COM.

Em 1996 uma indústria lançou um novo padrão de portas de comunicação.O padrão USB. É um padrão de barramento externo ao computador para conexão de periféricos como modem ADSL, teclados impressoras, joysticks, etc através de um único plug padronizado.

A idéia é acabar com a enorme quantidade de cabos que saem do gabinete do micro.É totalmente plug and play (ligue e use) e permite a conexão simultânea de até 127 periféricos

Como só há um único plug USB na placa-mãe, a conexão de mais de um periférico será feita graças à existência de concentradores USB com várias portas USB para a “expansão”do esquema de conexão.

Comunicação Paralela: Em uma comunicação paralela à transferência dos dados é feita BYTE A BYTE, enviando um byte de dados pelo cabo de cada vez. Neste modo de transferência utiliza portas paralelas.

No modo de transferência paralelo a taxa de transmissão é no mínimo oito vezes superior a serial, pois enquanto em uma transmissão serial é transmitido um BIT na paralela são transmitidos oito. (um byte).

Possui 25 furos e é conhecida como conector fêmea (conector RS232).Esse tipo de porta pode conectar uma impressora, unidade de fita magnética , Zip-drive, Cd-room externo ou modem externo.

As portas paralelas não podem enviar informações de maneira confiável a mais de 6m.Um cabo ligado a porta paraplea tem 25 pinos.O computador rotula inteiramente cada porta paralela com as letras LPT.

CONECTOR RS-232

DESCRIÇAO DB25 DB9

Existe dois tipos de conectores para a Interface Rs-232, são eles os conectores de 25 pinos(DB25) e os de 9 pinos (DB9).

FUNÇÃO DE CADA PINO

Cada um dos 9 ou 25 pinos de um conector tem uma designação especifica dentro da conexão DTE/DCE.

protocolos dos DB25 e DB9

25 PIN =================

====

O 2 Tx....DTE---->----- O 3 Rx....DCE----<----- O 4 RTS...DTE--->---- O 5 CTS...DCE---<---- O 6 DSR...DCE---<---- O 7 GND...DTE--------- O 8 DCD...DCE----<--- O 20 DTR...DTE--->--- O 22 RI....DCE-----<---

9 Pin==============

==== O 1 DCD...DCE---<---- O 2 Rx....DCE----<----- O 3 Tx....DTE----->---- O 4 DTR...DTE-->---- O 5 GND...DTE-------- O 6 DSR...DCE---<---- O 7 RTS...DTE--->---- O 8 CTS...DCE---<---- O 9 RI....DCE----<----

Sinais do DB9

RX - é o sinal de recepção de dados (RECEIVED DATA)TX - é o sinal de transmissão de dados (TRANSMITED DATA)GND - sinal de ligação à terra (SIGNAL GROUND)RTX – sinal que pede permissão para transmissão de dados (REQUEST TO SEND)CTX – sinais que concede permissão para transmitir dados (CLEAR TO SEND)DTR – indica que o terminal está pronto (DATA TERMINAL READY).DSR – indica que o modem está pronto (DATA SET READY)DCD – detecta se ‘há algum bit de transporte de dados (CARRIER DETECT)RI – detecta novas ligações (RING INDICATOR)

Todos os sinais interpretados relativamente ao potencial de referência ( 0 V) no pino 7 (“Signal Ground”) seja qual for o tipo de ligação os pinos devem estar sempre ligados.O circuito BA é normalmente conhecido por “TxD”, destina-se ao envio de dados DTE para o DCE. O circuito BB (“RxD”) permite transferência de dados em sentido inverso. A existência de dois circuitos paralelos permite a transmissão “full-duple”.

Os circuitos D são circuitos de relógio destinados às transmissões sincronas. As transmissões de nível nestes circuitos correspondem ao centro dos bits que estão a ser transmitidos nos circuitos de dados. O Circuito DA e DB transmitem o sinal de sincronismo associado ao circuito BA (DTE para DCE). O circuito DD transmite o sinal BB (DCE para DTE). O sinal DA ;e emitido pelo DTE e pode ser usado pelos DCE para para a sincronização do circuito BB (relógio externo, nesse caso o DCE não necessita de gera o sinal de sincronização do circuito DD.

Os restantes circuitos são normalmente divididos em dois grupos:

A (CC, CD e CE)B (CA, CB e CF)

Sendo que:

Os circuitos do grupo A determinam disponibilidade geral do DTE e do DCE.Os circuitos do grupo B determinam a disponibilidade do DTE e DCE para transferir dados.

Circuito Designação Sentido FianlidadeCC Data Set Ready DCE para DTE O DCE esta pronto

(operacional)

CD Data Terminal Ready DTE para DCE O DTE está pronto

CE Ring Indicator DCE para DTE Indica que o DCE está a receber um sinal de chamada

CA Request to Send DTE para DCE O DTE pretende transmitir

CB Clear to Send DCE para DTE O DTE pode emitir (Resposta ao sinal anterior)

CF Carrier Detect DCE para DTE O DCE está pronto a receber uma portadora

Quando as distâncias entre dois DTE é reduzida (Inferior a 15m) é possível usar este tipo de interface para interligar diretamente os dois, eliminando os dois DCE. Este tipo de ligação é conhecida por “null-modem”.

Material de Apoio

Livro: Redes de computadores e Internet

Comer, E.Douglas Cap. 04 (Pag. 45 a 53)Pesquisas na Internet

www.dei.isep.ipp.pt/~andre/documentos/dte.htmlwww.treinar.com.br/VisaoGeral/cap2-1.htmwww.unipt/homepages/ei960065redestra.htmhttp://redes.ucptel.tche.br/ensino/arq-redes/sinc-transm.html