Comunicação de Dados Aula 3 – Transmissão Digital.
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Comunicação de DadosComunicação de Dados
Aula 3 – Transmissão Digital
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SumárioSumário
Transmissão Digital Codificação de linha
– Características– Esquema de codificação
Unipolar Polar Bipolar
Codificação de Blocos– Etapas da seqüência de transformação– Bloco de códigos
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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
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Codificação de LinhaCodificação de Linha
É o processo de converter dados binários em uma seqüência de bits
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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
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CaracterísticasCaracterísticas
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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
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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
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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
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CaracterísticasCaracterísticas
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Esquemas de codificaçãoEsquemas de codificação
Podemos dividir o esquema de codificação em três grandes grupos: unipolar, polar e bipolar
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UnipolarUnipolar
Método unipolar: nesse método um nível de tensão representa um binário
Problema de Componente DCProblema de sincronismo para cadeias
longas
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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
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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.
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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.
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NRZNRZ
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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.
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RZRZ
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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
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ManchesterManchester
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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
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Manchester DiferencialManchester Diferencial
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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
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BipolarBipolar
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Codificação de BlocosCodificação de Blocos
Feita para melhorar o desempenho da codificação por linha
Melhora a redundância e verifica erros
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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.
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Codificação de blocos - Codificação de blocos - substituiçãosubstituição
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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)
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4B/5B - Codificação4B/5B - Codificação
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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?
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ExercíciosExercícios
7) Diga qual a seqüência de bits para os seguintes valores:
NRZ-I
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ExercíciosExercícios
8) Diga qual a seqüência de bits para os seguintes valores:
NRZ-L