SUPERVISÃO E CONTROLE OPERACIONAL DE SISTEMAS Prof. André Laurindo Maitelli DCA-UFRN

MODEMS

Conceitos Um sistema telefônico, um sistema de comunicação por cabos ou sistemas de rádio não podem transportar informações digitais sem nenhuma distorção, devido à largura de banda limitada; A largura de banda (diferença entre a freqüência máxima e mínima permitidas) é tipicamente entre 300 Hz e 3.400 Hz para cabos telefônicos; Um dispositivo de conversão, chamado de Modem (MOdulador/DEModulador) é necessário para converter os sinais digitais em uma forma analógica adequada para transmissão em uma rede telefônica ou rádio;

Conceitos O modulador converte os sinais digitais gerados pelo computador em sinais analógicos adequados para transmissão a longas distâncias, usando cabos ou sistema de rádio; O demodulador recebe a informação analógica e a converte para a forma digital original, gerada pelo computador transmissor.

Conceitos

Tipos de Modem Existem basicamente dois tipos de Modem: Não-inteligentes: dependentes do computador em que estão conectados; Inteligentes: possuem um microprocessador em seu circuito, possuindo funções avançadas, como discagem e resposta automática.

Modos de comunicação Pode ser síncrono ou assíncrono Síncrono: A comunicação síncrona usa uma sincronização entre o emissor e o receptor, além da troca de informações; Durante a troca de informações, as duas atividades simultâneas se fundem executando, na verdade, um segmento compartilhado de código; Durante esse intervalo, elas ficam sincronizadas e livres de quaisquer conflitos entre elas.

Modos de comunicação Assíncrono: Na comunicação assíncrona, a atividade de envio encaminha suas informações independentemente de o receptor estar ou não pronto para recebê-las; Após o envio das informações para seu destino, o emissor continuará realizando suas tarefas normais; Se o receptor não estiver pronto para receber as informações, estas serão colocadas em alguma fila onde o receptor possa recuperá-las posteriormente.

Modos de Operação Os Modems podem operar nos seguintes modos: Half-Duplex: é a transmissão de dados nos dois sentidos da linha, mas um sentido de cada vez; Full-Duplex: é a transmissão de dados nos dois sentidos da linha simultaneamente; Simplex: é a transmissão de dados em um único sentido da linha.

Modos de Operação

Componentes de um Modem

Componentes de um Modem Receptor: Filtro e amplificador; Equalizador: minimiza o efeito de atenuações e atrasos no sistema (sinal de treinamento predefinido usado para sintonia); Demodulador: gera a cadeia de bits a partir do sinal analógico; Descrambler (desembaralheador): retorna os dados para a forma serial original; Decodificador de dados: a seqüência de bits é produzida no formato RS-232;

Componentes de um Modem Transmissor: Codificador de dados: codifica a seqüência serial de bits; Scramber (embaralhador): a cadeia de bits é modificada para evitar cadeias longas de 0´s ou 1´s; Modulador: converte a cadeia de bits na forma analógica apropriada ao técnica de modulação utilizada;

Componentes de um Modem Transmissor: Amplificador: aumenta o sinal para o nível apropriado à linha telefônica e faz o casamento de impedâncias;

Técnicas de Modulação f (t) = A sin (2 π ft + cos φ) Modulação é o processo através do qual voz, música, ou outro sinal são adicionados às ondas de rádio produzidas por um transmissor; Basicamente, o processo de modulação modifica as características do sinal do portador, que pode ser representado como uma onda senoidal; f (t) = A sin (2 π ft + cos φ) Técnicas de modulação mais comuns: ASK; FSK; PSK;

Técnicas de Modulação Modulação por Amplitude (ASK): A amplitude do sinal portador é variada conforme a seqüência de bits de entrada; Usada para pequenas taxas de dados; Tem problema em distinguir sinal de ruído;

Métodos de Modulação Chaveando o deslocamento de freqüência (FSK- frequency shift keying): Desloca a freqüência da portadora do transmissor; Aloca freqüências diferentes para os níveis lógicos 1 e 0 das mensagens binárias; É utilizada por modems operando em taxas maiores que 300 bps no modo full-duplex e maiores que 1.200 bps em modo half-duplex; O receptor usa um discriminador de freqüência cujo limite é estabelecido na metade das duas freqüências;

Métodos de Modulação Chaveando o deslocamento de fase (PSK- phase shift keying): Varia o sinal portador pela fase; Forma em quadratura (4 fases – 0o, 90o, 180o e 270o);

Radio Modems São apropriados para substituir cabos ou como backup de circuitos com cabos ou fibras óticas; Operam em freqüências entre 400 e 900 MHz; Protocolos: polling ou CSMA/CD.

Radio Modems

Interfaces RS-232/422/485 São elementos chaves na transferência de informações digitais entre as RTUs e os modems (convertem informação digital em analógica); Um padrão de interface define os detalhes elétricos e mecânicos que permitem a comunicação entre equipamentos de diferentes fabricantes; Os padrões foram desenvolvidos para o transporte de dados digitais de um ponto para outro; O padrão RS-232 foi desenvolvido inicialmente para conectar um equipamentos digitais a um modem; O RS-232 é o mais popular padrão.

Interface RS-232 É uma interface entre equipamentos terminais de dados (DTE) e equipamentos de comunicação de dados (DCE) empregando transferência serial de dados. Foi desenvolvido nos EUA em 1969 pelo departamento de Engenharia da EIA (Electronic Industries Alliance), em cooperação com a Bell e grandes fabricantes de equipamentos de comunicação, a fim de definir os requerimentos da interface para conectar dados ao sistemas telefônicos da Bell;

Interface RS-232 O padrão RS-232 consiste de três partes: Características Elétricas dos Sinais: níveis de tensão, aterramento e circuitos associados; Características Mecânicas da Interface interface entre DTE e DCE; Descrição Funcional dos Circuitos de Interface: sinais de sincronização, sinais de controle usados na interface;

Características Elétricas RS-232 DTE: transmite dados pelo pino 2 e recebe pelo pino 3; DCE: transmite dados pelo pino 3 e recebe pelo pino 2;

Características Elétricas RS-232 O padrão RS-232 define 25 conexões elétricas, que são divididas em 4 grupos: Dados: pinos 2, 3 e 7; Controle: pinos 4 (RTS), 5 (CTS), 6 (DSR) e 20 (DTR); Sincronização; Funções secundárias especiais.

Pinagem RS-232