Comunicação de DadosComunicação de Dados

Aula 3 – Transmissão Digital

SumárioSumário

Transmissão Digital Codificação de linha

– Características– Esquema de codificação

Unipolar Polar Bipolar

Codificação de Blocos– Etapas da seqüência de transformação– Bloco de códigos

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

Codificação de LinhaCodificação de Linha

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

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

CaracterísticasCaracterísticas

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

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

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

CaracterísticasCaracterísticas

Esquemas de codificaçãoEsquemas de codificação

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

UnipolarUnipolar

Método unipolar: nesse método um nível de tensão representa um binário

Problema de Componente DCProblema de sincronismo para cadeias

longas

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

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.

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.

NRZNRZ

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.

RZRZ

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

ManchesterManchester

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

Manchester DiferencialManchester Diferencial

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

BipolarBipolar

Codificação de BlocosCodificação de Blocos

Feita para melhorar o desempenho da codificação por linha

Melhora a redundância e verifica erros

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.

Codificação de blocos - Codificação de blocos - substituiçãosubstituição

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)

4B/5B - Codificação4B/5B - Codificação

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?

ExercíciosExercícios

7) Diga qual a seqüência de bits para os seguintes valores:

NRZ-I

ExercíciosExercícios

8) Diga qual a seqüência de bits para os seguintes valores:

NRZ-L