Técnicas de Comunicação de Dados Digitais

Apresentação em tema: "Técnicas de Comunicação de Dados Digitais"— Transcrição da apresentação:

1 Técnicas de Comunicação de Dados Digitais
Teleprocessamento Técnicas de Comunicação de Dados Digitais Prof. Eduardo Leivas Bastos Aula 12

2 Contexto Até agora, estávamos focalizados nos atributos de uma transmissão de dados: características dos sinais meios de transmissão codificação de sinais desempenho da transmissão Passamos agora o nosso foco agora para a comunicação de dados Teleprocessamento

3 Comunicação de Dados Transmissão de um feixe de bits de um dispositivo para outro envolve alto nível de cooperação e acordo entre os elementos envolvidos: sincronização detecção de erros correção de erros interfaceamento Teleprocessamento

4 Sincronização O receptor deve saber a que taxa os bits estão sendo transmitidos de modo que ele possa amostrar a linha nos intervalos apropriados para determinar o valor de cada bit recebido Duas técnicas Transmissão Assíncrona Transmissão Síncrona Teleprocessamento

5 Detecção de Erros Essa função é realizada gerando-se um código de detecção de erros que é uma função dos bits que estão sendo transmitidos. O código é agregado aos bits transmitidos O receptor calcula o código baseado nos bits que chegam e compara-o com o código recebido Teleprocessamento

6 Correção de Erros Essa função é realizada gerando-se um código que possibilita a correção de erros nos bits transmitidos O código é uma função dos bits transmitidos. O receptor calcula o código baseado nos bits que chegam e compara-o com o código recebido e é capaz de corrigir certos erros Maior overhead e tempo de processamento do que os códigos de correção Teleprocessamento

7 Interfaceamento Um dispositivo que deseja se comunicar através de um meio de transmissão deve estar conectado através de alguma interface A interface define não somente as características elétricas do sinal, mas também os meios de conexão e os procedimentos para o envio e o recebimento de dados Ex: RS-232, V.35, V.36, etc.. Teleprocessamento

8 Sincronismo

9 Tipos de transmissão Transmissão Paralela: transmissão simultânea de todos os elementos de um dado código em um instante de tempo Utiliza várias vias de transmissão Altas velocidades em pequenas distâncias Inadequada para grandes distâncias em função do custo Ex: transmissão impressora, comunicação interna micro (bus) Teleprocessamento

10 Tipos de transmissão Transmissão Serial: Transmissão contínua e em sequência dos elementos (bits) em uma única via de transmissão Adequada para grandes distâncias Menor velocidade em relação à transmissão paralela Economia (apenas uma via de transmissão) Ex: conexão entre micro e roteador via console, conexão entre micro e modem via porta UART, linhas de transmissão Teleprocessamento

11 Transmissão Assíncrona e Síncrona
Discussão: O que aconteceria se um emissor emitisse simplesmente um fluxo de bits de dados? A B 1 Mbps 1 bit = 1us Relógio A Relógio B Teleprocessamento

12 Transmissão Assíncrona
Não existe sincronismo (sinal de clock) de tempo entre emissor e receptor Os dados são transmitidos um caractere por vez De 5 até 8 bits A temporização somente necessita ser mantida “dentro” de cada caractere Resincronização ocorre entre cada caractere (bit de start) Teleprocessamento

13 Transmissão Assíncrona
Não existe sincronismo (sinal de clock) de tempo entre emissor e receptor O emissor e o receptor devem estar de acordo com o tempo de cada bit transmitido (tempo de bit) Obs: taxa = 1/(tempo de bit) O emissor e o receptor devem estar de acordo com os sinais que representam o início e o fim de cada elemento a ser transmitido (aumenta a ineficiência na transmissão) Utilizada para comunicações em curtas distâncias e baixas velocidades sem sincronismo A B O sincronismo é obtido em cada caracter Teleprocessamento

14 Transmissão Assíncrona
UART Universal Asynchronous Receiver Transmiter (UART): CI que implementa a comunicação serial assíncrona RS232C em um PC: UART kbps UART kbps UART kbps COM1/COM3 COM2/COM4 Teleprocessamento

15 Transmissão Assíncrona Delimitação dos caracteres
Os caracteres são enviados “dentro” de quadros delimitados por elementos de início e fim (bits de start e stop) Existem formatos específicos (notação ao lado): 8N1 - 8 bits para o caractere / sem paridade / 1 bit de stop 8N2 - 8 bits para o caractere / sem paridade / 2 bits de stop 8E2 - 8 bits para o caractere / paridade par / 2 bits de stop 7N1 - 7 bits para o caractere / sem paridade / 1 bit de stop 8O1 - 8 bits para o caractere / paridade ímpar / 1 bit de stop Teleprocessamento

16 Transmissão Assíncrona Delimitação dos caracteres
Em uma transmissão assíncrona, devem-se definidos anteriormente: taxa de transmissão (para a amostragem “dentro” do caractere) formato da transmissão (Ex: 8N1) DTEa DTEb 115K2/8N1 Relógio A Relógio B Teleprocessamento

17 Transmissão Assíncrona Delimitação dos caracteres
Em uma transmissão assíncrona, devem-se definidos anteriormente: taxa de transmissão (para a amostragem “dentro” do caractere) formato da transmissão (Ex: 8N1) Teleprocessamento

18 Transmisão Assíncrona
NRZ-L Teleprocessamento

19 Transmisão Assíncrona
Teleprocessamento

20 Transmisão Assíncrona
Características Simples Custo baixo Overhead alto por caractere. Ex: 8N1 - 20% de overhead (2 em cada 10 caracteres enviados são utilizados para controle) Calcule o overhead de uma transmissão com os seguintes formatos: 7E2 8N2 Poderia-se aumentar o número de bits/caractere acumulação de erros de “amostragem” (drifting) Teleprocessamento

21 Transmisão Assíncrona
Exercício Verifique a configuração serial da porta COM1 do seu microcomputador através do programa Hyperterminal (Iniciar->Programas->Acessórios->Hyperterminal) Pesquise na Internet os seguintes termos: controle de fluxo por hardware (CTS/RTS) controle de fluxo por software (XON/XOFF) Teleprocessamento

22 Transmisão Síncrona Envio de blocos de bits em um fluxo contínuo sem códigos de início e fim Os blocos podem possuir tamanhos variados de bits Os relógios do emissor e receptor devem estar sincronizados para evitar drifting: clock separado entre emissor e receptor colocação da informação de clock dentro do sinal a ser transmitido (Manchester) Outro nível de sincronização necessária: códigos para delimitar o início e o fim de cada bloco (frame) DENTRO do fluxo contínuo (técnica de framing) Teleprocessamento

23 Transmisão Síncrona Permite a utilização de técnicas sofisticadas de detecção e correção de erros (CRC) Mais eficiente (mais informação útil enviada por unidade de tempo) Ex: E1, HDCL, SDH/SONET CRC preâmbulo Teleprocessamento

24 podem existir delimitadores
Transmisão Síncrona “A cada 125us existe um quadro (sistema E1)” “A cada 125us existe um quadro (sistema E1)” com sincronismo A B 125 250 podem existir delimitadores de quadro (framing) Teleprocessamento

25 Transmisão Síncrona HDLC 48 bits de controle bloco de 1000 caracteres
1000 x 8bits = 8000bits overhead = (48/8000) = 0,006 (0,6%) Teleprocessamento

26 Eficiência x Overhead = = total de bits de dados transmitidos
total de bits transmitidos total de bits de controle transmitidos Overhead = total de bits transmitidos Exercício: Calcule a eficiência e o overhead de uma célula ATM cujo tamanho é 53bytes e o header possui 5bytes. Teleprocessamento

27 Detecção de Erros

28 Tipos de Erros Um erro ocorre quando bits são alterados durante a transmissão erros de um único bit um bit alterado bits adjacentes não alterados ruído branco (atrapalha o receptor na detecção) erros em “rajadas” (bursts) Um erro de tamanho B é uma seqüência contígua de B bits na qual o primeiro e o último e qualquer número de bits intermediários estão errados Ruído impulsivo Maior em altas taxas Teleprocessamento

29 Processo de Detecão de Erros
Bits adicionais para a detecção do erro Teleprocessamento

30 Verificação de Paridade
Técnica mais simples de detecção de erros Um único bit é adicionado no final do bloco de dados O valor do bit de paridade é selecionado de tal forma que o número de bits “1” resultante é: par paridade par ímpar paridade ímpar Ex: caractere G ( ) transmissão com paridade par transmissão com paridade ímpar Teleprocessamento

31 Verificação de Paridade
Problema se dois (ou qualquer número par de bits é invertido) Ex: Simule a emissão e recepção das seqüências abaixo com a inversão dos bits selecionados. O que acontece? Ineficaz em virtude de ruídos impulsivos (que afeta vários bits), especialmente em altas taxas de transmissão Teleprocessamento

32 Cálculo da Paridade not xor 1 1 1 1 Teleprocessamento

33 Cálculo da Paridade Calcule a paridade par e ímpar das seguintes sequências binárias utilizando o operador XOR: Teleprocessamento

34 Técnicas de Comunicação de Dados Digitais
Teleprocessamento Técnicas de Comunicação de Dados Digitais Prof. Eduardo Leivas Bastos Aula 12