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Sistemas Telefônicos e de Comunicação
Profs: Paulo J. da Costa Cunha e Selmar Tarcísio Mendes
Sistemas de
comunicação
analógicos e digitais
Técnicas de codificação
Parte 2
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
Dados Digitais, Sinal Digital
[Exemplo – dados transmitidos em uma rede local - LAN]
Sinal digital
Pulsos de tensão discretos e descontínuos
Cada pulso é um elemento de sinal
Dados binários codificados em elementos de sinal
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
Alguns Esquemas de Codificação
• Não Retorna a Zero (NRZ-L) [Non Return to Zero-Level]
• Não Retorna a Zero Invertido (NRZI)
• Bipolar – AMI
• Manchester
• Manchester Diferencial
• B8ZS
• HDB3
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
Técnicas de codificação
Codificação NRZ (Non Return to Zero)
• Dois níveis de tensão ou corrente representam
os dois símbolos digitais
• Transmissor mantém o sinal inalterado durante
o intervalo de sinalização
•Receptor deve amostrar o sinal no meio do
intervalo
•Requer sincronização dos relógios do
transmissor e receptor
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
Técnicas de codificação- NRZ
NRZ-L ( Non-Return-to-Zero-Level)
1 Tensão negativa
0 Tensão positiva
Amplitude
tempo
0 1 0 1 1 1 0 0
NRZ-L é usado em curtas distâncias entre o terminal e o
modem ou entre o terminal e o computador.
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
Técnicas de codificação- NRZ
NRZ-I ( Non-Return-to-Zero-Invert on ones)
NRZI é uma codificação diferencial ou seja o sinal é decodificado
comparando a polaridade dos elementos de sinal adjacentes.
1 existência de uma transição no sinal no começo do tempo
do bit (ou de baixo para alto ou de alto para baixo)
0 Sem transição de nível no começo do tempo do bit
Amplitude
tempo
0 1 0 1 1 1 0 0
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
Return to Zero (RZ)
• É um código bi-polar.
• Busca resolver o problema do sincronismo.
• Trata cadeias de 1s e de 0s.
• Nível de tensão muda para cada valor de bit
– Três diferentes níveis: +,-, 0
– 0 = Transição do negativo para zero
– 1 = Transição do positivo to zero
Amplitude
Tempo
0 1 0 1 1 1 0 0
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
Return to Zero (RZ)
• Resolve o problema do sincronismo
• Duas mudanças de sinal por bit:
mais transições;
ocupa maior banda.
• Sem componente DC.
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
Técnicas de codificação- AMI
Alternate Mark Inversion
– zero representado por ausência de sinal de linha
– um representado por pulso positivo ou negativo
– pulso um alterna polaridade
Amplitude
tempo
0 1 0 1 1 1 0 0
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
Características da codificação AMI Alternate Mark Inversion
– Não há perda de sincronismo para uma seqüência
longa de uns (zeros continuam sendo um
problema)
– Nenhuma componente dc residual
– Menos largura de banda
– Fácil detecção de erros
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
Bi-fase
• Sinal muda no meio do intervalo de bit mas
NÃO retorna a zero
• Mudança do sinal:
Representação do bit
Sincronização
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
Bi-fase -Manchester
• Transição no meio de cada período de bit
• Transição representa o relógio e os dados
• Baixo para alto representa um
• Alto para baixo representa zero
• Usada pela IEEE 802.3 (Ethernet)
Amplitude
Tempo
0 1 0 1 1 1 0 0
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
Bi-fase –Manchester
diferencial • Manchester diferencial:
– 0 = Transição no início do período do bit.
– 1 = Sem transição no início do período do bit.
– Transição no meio do bit é somente relógio
– Usado pela IEEE 802.5 (Token ring)
Amplitude
tempo
0 1 0 1 1 1 0 0
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
Bifase Prós e Contras
Contras No mínimo uma transição por tempo de bit e
possivelmente duas
Máxima taxa de modulação é duas vezes a NRZ
Requer mais banda
Prós Sincronização no meio da transição do bit (auto
sincronismo)
Nenhuma componente cc
Detecção de erro Assumida ausência de transição
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
1 0 1 0 1 1 0 0 1
Unipolar
NRZ
NRZ-Invertido
(Codificação
diferencial)
Codificação
Bipolar
Codificação
Manchester
diferencial
Polar NRZ
Codificação
Manchester
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
Embaralhamento
Usado para substituir seqüências que podem produzir tensão constante
Preenchimento da seqüência
Deve produzir transições suficientes para sincronizar
Deve ser reconhecida pelo receptor e substituída pela seqüência original
Mesmo tamanho original
Nenhuma componente cc
Nenhuma seqüência longa de nível zero no sinal de linha
Nenhuma redução na taxa de dados
Capacidade de detecção de erros
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
Bipolar 8-Zero Substitution (B8ZS)
Bipolar com Substituição de 8 Zeros
Baseada na bipolar-AMI
• Se octeto de zeros e último pulso de tensão precedente foi
positivo, codifique como 0 0 0 + - 0 - +
• Se octeto de zeros e último pulso de tensão precedente foi
negativo codifique como 0 0 0 - + 0 + -
Causa duas violações no código AMI
Improvável de ocorrer como um resultado de ruído
Receptor detecta e interpreta como octeto de zeros
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
Bipolar 8-Zero Substitution (B8ZS)
• Acrescenta sincronismo sem alterar balanço do nível dc.
• Possibilita correção de erros.
• Utilizado na América do Norte.
Amplitude
tempo
0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1
Violação Violação
10000000001 +000+- 0 - +01 em geral 00000000000V(-V)0(-V)V
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
High Density Bipolar 3 (HDB3)
Alta Densidade Bipolar com 3 Zeros • Baseado no bipolar-AMI
• Mesmo objetivo da B8ZS de aumentar o sincronismo.
• Seqüências de quatro zeros substituída por um ou dois pulsos
• Para 0000 usar 000V or B00V
– Onde B e V são + ou –
– E V é uma violação do AMI (Pulso com a mesma polaridade do anterior), B é um Bit válido.
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
High Density Bipolar 3 (HDB3)
• Usar 000V se número de pulsos é impar
• Usar B00V se par, e B é o oposto do último
pulso
Número de pulsos bipolares
(uns) desde a última substituição
Polaridade do
pulso precedente
-
+
Impar Par
000- +00+
000+ -00-
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
High Density Bipolar 3 (HDB3)
• O primeiro bit é codificado como um pulso válido (obedecendo a regra AMI) pu como um bit 0.
– Se existiu um número par de pulsos (de qualquer polaridade) desde a última violação, então o primeiro bit é um pulso.
– Se existiu um número impar de pulsos (de qualquer polaridade) desde a última violação, então o primeiro bit é um 0.
• Os próximos 2 bits são codificados como bits 0.
• O quarto bit é codificado como uma violação intencional..
# de 1s + -
Impar 0000000+ 0000000-
Par 0000-00- 0000+00+
Última
polaridade 1
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
Exemplos
Sinal sem HDB3
Sinal com HDB3
Padrão
substituído
Padrão
substituído
V
V
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
Exercício
• Número de 1s desde a última substituição é par
• Codificar: 100000000001
Sistemas Telefônicos e de Comunicação
Referências bibliográficas
Comunicação de Dados e Redes de Computadores
4ª edição
Behrouz A. Forouzan