Comunicação de Dados

1. Comunicação de Dados Aula 3 – Transmissão Digital

2. Sumário • Transmissão Digital • Codificação de linha • Características • Esquema de codificação • Unipolar • Polar • Bipolar • Codificação de Blocos • Etapas da seqüência de transformação • Bloco de códigos

3. Transmissão 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

4. Codificação de Linha • É o processo de converter dados binários em uma seqüência de bits

5. Características • 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

6. Características

7. Características • 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

8. Características • 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

9. Características • 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

10. Características

11. Esquemas de codificação • Podemos dividir o esquema de codificação em três grandes grupos: unipolar, polar e bipolar

12. Unipolar • Método unipolar: nesse método um nível de tensão representa um binário • Problema de Componente DC • Problema de sincronismo para cadeias longas

13. Polar • 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

14. NRZ • 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.

15. NRZ • 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.

16. NRZ

17. RZ • No esquema RZ usa-se 3 valores de tensão, positivo, zero e negativo • As transições não acontecem no meio do bit • Como para cada bit a codificação usa uma transição a largura de banda necessária é maior • Bit 1 – transição positivo-zero; • Bit 0 – transição negativo-zero.

18. RZ

19. Manchester • 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

20. Manchester

21. Manchester 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 0 • Falta de transição representa 1

22. Manchester Diferencial

23. Bipolar • 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

24. Bipolar

25. Codificação de Blocos • Feita para melhorar o desempenho da codificação por linha • Melhora a redundância e verifica erros

26. Fases 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.

27. Codificação de blocos - substituição

28. Blocos de Códigos • 4B/5B: 4 bits para 5 bits • 8B/10B: 8 bits para 10 bits • 8B/6T: 8 bits para 6 símbolos ( requer menos largura de banda)

29. 4B/5B - Codificação

30. Exercícios • Cite o nível de sinal para os métodos de codificação de linha NRZ, RZ e Manchester • O que é componente DC? • Por que o sincronismo é um problema de de comunicação de dados? • Explique a diferença entre NRZ-L e NRZ-I • Quais as três fases da codificação em blocos? • Qual codificação usa a transição no meio do ciclo para representar um bit?

31. Exercícios • Diga qual a seqüência de bits para os seguintes valores: NRZ-I

32. Exercícios • Diga qual a seqüência de bits para os seguintes valores: NRZ-L