Aula 3 – Transmissão Digital Comunicação de Dados Aula 3 – Transmissão Digital

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

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

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

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

Características

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

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

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

Características

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

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

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

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.

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.

NRZ

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.

RZ

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

Manchester

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

Manchester Diferencial

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

Bipolar

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

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.

Codificação de blocos - substituição

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

4B/5B - Codificação

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?

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

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