Comunicação de Dados Aula 3 – Transmissão Digital.
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Comunicação de DadosComunicação de Dados
Aula 3 – Transmissão Digital
SumárioSumário
Transmissão Digital Codificação de linha
– Características– Esquema de codificação
Unipolar Polar Bipolar
Codificação de Blocos– Etapas da seqüência de transformação– Bloco de códigos
Transmissão digitalTransmissão digital
É a forma pela qual transmitimos dados por um meio no formato digital
Os dados podem ser colocados no meio através de técnicas de codificação de linha ou de codificação de blocos
Codificação de LinhaCodificação de Linha
É o processo de converter dados binários em uma seqüência de bits
CaracterísticasCaracterísticas
Nível de sinal x Nível de codificação: Como se viu um sinal digital tem um número finito de estados, porém somente uma parte desses níveis pode ser utilizado para representar dados. A quantidade de níveis possíveis chamamos de níveis de sinal e o número de valores que podemos representar dados, chamamos de níveis de codificação de dados
CaracterísticasCaracterísticas
CaracterísticasCaracterísticas
Relógio de Sincronismo x bits por segundo: o relógio de sincronismo define o número de pulsos por segundo, um pulso é a quantidade de tempo mínima requerida para transmitir um símbolo.
Vimos que o número de bits por segundo é a quantidade de bits enviados em um segundo
Se em um pulso é transportado apenas um bit, o número de bits por segundo será igual ao relógio de sincronismo
Se em um pulso forem associados mais que um bit teremos a seguinte expressão:– Nº de bits por segundo = nº de pulsos x Log2 L
CaracterísticasCaracterísticas
Componentes DC: Alguns esquemas não eliminam a componente DC de corrente contínua residual da linha, isso gera problemas como distorção do sinal e erros de saída
CaracterísticasCaracterísticas
Auto-sincronização: Para que os sinais oriundos do transmissor sejam interpretados de forma adequada pelo receptor, é importante que os intervalos gerados por ambos sejam iguais
Se a cadência dos clocks forem diferentes os dados recebidos serão diferentes dos enviados
Um sinal auto-sincronizado inclui a informação de sincronismo nos dados que estão sendo transmitidos. Ex: preâmbulo ethernet
CaracterísticasCaracterísticas
Esquemas de codificaçãoEsquemas de codificação
Podemos dividir o esquema de codificação em três grandes grupos: unipolar, polar e bipolar
UnipolarUnipolar
Método unipolar: nesse método um nível de tensão representa um binário
Problema de Componente DCProblema de sincronismo para cadeias
longas
PolarPolar
Usam-se 2 níveis de tensão para representar os dados, o que resolve o problema de componente DC, são exemplos de codificação polar os esquemas NRZ, RZ, Manchester e Manchester Diferencial
NRZNRZ
Na codificação NRZ o valor do sinal sempre é positivo ou negativo, existem 2 formas de codificação NRZ, no esquema NRZ-L o nível de sinal depende do bit que ele transporta, normalmente uma tensão positiva para o bit 0 e uma tensão negativa para o bit 1, o que gera um problema para seqüências muito longas (pois para o receptor haverá quase como uma tensão contínua no meio, para evitar esses problemas o receptor deverá confiar no clock.
NRZNRZ
No esquema NRZ-I, a representação do bit 1 é feita através de uma transição de estado
Uma cadeia de de 0´s ainda é complicada porque pode fazer com que o sincronismo se perca com o tempo.
NRZNRZ
RZRZ
No esquema RZ usa-se 3 valores de tensão, positivo, zero e negativo
As transições não acontecem no meio do bitComo para cada bit a codificação usa uma
transição a largura de banda necessária é maior
BitBit 1 – transição positivo-zero; 1 – transição positivo-zero; BitBit 0 – transição negativo-zero. 0 – transição negativo-zero.
RZRZ
ManchesterManchester
Usa uma inversão no meio de cada intervalo de sincronismo tanto para sincronização quanto para representação de um bit
Uma transição positiva (do nível negativo para positivo representa o bit 1) e uma transição negativa ( no nível positivo para negativo representa um bit 0)
Diferente do RZ só usa 2 níveis de tensão
ManchesterManchester
Manchester DiferencialManchester Diferencial
Nessa codificação a inversão no meio do intervalo é utilizada para sincronização, mas a presença ou ausência de uma transição no início do intervalo é usado para identificar o bit
Transição no início representa 0Falta de transição representa 1
Manchester DiferencialManchester Diferencial
BipolarBipolar
Usa 3 níveis, como o RZ, mas diferente do RZ o nível 0 representa o bit 0 e os valores negativos e positivos representam o bit 1
Exemplo codificação AMI
BipolarBipolar
Codificação de BlocosCodificação de Blocos
Feita para melhorar o desempenho da codificação por linha
Melhora a redundância e verifica erros
Fases da codificação de blocoFases da codificação de bloco
Divisão: a cadeia de bits é dividida em grupos de m bits de tamanho. Exemplo na codificação 4B/5B, a seqüência original é dividida em grupos de 4 bits
Substituição: os grupos de m bits são substituídos por grupos de n bits
Codificação de Linha: depois de substituir escolhe-se um esquema de codificação de linha para enviar o sinal.
Codificação de blocos - Codificação de blocos - substituiçãosubstituição
Blocos de CódigosBlocos de Códigos
4B/5B: 4 bits para 5 bits8B/10B: 8 bits para 10 bits8B/6T: 8 bits para 6 símbolos ( requer
menos largura de banda)
4B/5B - Codificação4B/5B - Codificação
ExercíciosExercícios
1) Cite o nível de sinal para os métodos de codificação de linha NRZ, RZ e Manchester
2) O que é componente DC?3) Por que o sincronismo é um problema de de
comunicação de dados?4) Explique a diferença entre NRZ-L e NRZ-I5) Quais as três fases da codificação em blocos?6) Qual codificação usa a transição no meio do
ciclo para representar um bit?
ExercíciosExercícios
7) Diga qual a seqüência de bits para os seguintes valores:
NRZ-I
ExercíciosExercícios
8) Diga qual a seqüência de bits para os seguintes valores:
NRZ-L