Conceitos de Transmissao de Sinais

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REDES DE COMPUTADORES

CONCEITOS DE TRANSMISSÃO DE SINAIS

AULA 3

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TRANSMISSÃO DE SINAIS

Comunicação Paralela- é uma interface de comunicação-utilizada para comunicação entre dois sistemas digitais localizados a uma curta distância entre eles. Ex. computador – impressora, scanner, câmara de vídeo, unidade de disco removível, etc); - na comunicação paralela são enviados vários bits de cada vez ao longo de um meio de transmissão composto de vários canais, um para cada bit.

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Comunicação Paralela- tomando-se a transmissão de um caracter (7, 8 ou 9 bits), o custo de alocar um canal para cada bit é extremamente alto quanto maior for a distância, devido ao uso do cabeamento. -A comunicação paralela é mais difícil de implementar quando os sistemas estiverem a dezenas de metros de distância, como ocorre com os bancos de dados de redes corporativas de empresas, internet e redes industriais;

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Comunicação Paralela- Para utilização de cabos com 10 vias, o custo seria extremamente alto.

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Comunicação Paralela- As Portas Paralelas são chamadas de LPT1, LPT2, LPT3; - A porta física padrão é a LPT1;- O conector DB25 que fica na parte de trás do gabinete do computador, e é através deste, que o cabo paralelo se conecta ao computador para poder enviar e receber dados.

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Comunicação Paralela- Conector padrão DB25, com 25 pinos

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TRANSMISSÃO DE SINAISFoi diante da necessidade de comunicar com equipamentos à distância que se criou o sistema de comunicação serial

Comunicação Serial x Comunicação Paralela

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TRANSMISSÃO DE SINAISComunicação Serial

- apenas um bit é transmitido por vez;- a transmissão de um certo caractere é feita de tal forma que cada bit de cada caractere é transmitido de forma sequencial, um após o outro.

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TRANSMISSÃO DE SINAISComparação entre transmissão paralela x serial

-Na transmissão paralelaos bits compondo umapalavra de dados sãoconduzidos ao longo de conjunto de vias, sendouma para cada bit.

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TRANSMISSÃO DE SINAISTransmissão paralela

Transmissão paralela é caracterizada por:-Transmissão de cabos mais custosa e complexa-Necessita mais de um canal de comunicação-Apresenta maiores velocidades durante a transmissão de dados-Custo elevado-Baixa imunidade a ruídos (falta de blindagem e possibilidade de interferência)-Utilizado em curtas distâncias

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TRANSMISSÃO DE SINAISTransmissão serial

O número de linhas necessárias à transmissão pode ser bastante reduzida,convertendo-se os dados a serem transmitidos numa sequência serial de bitsTransmissão serial é caracterizada por:-Transmissão de dados menos complexa;-Necessidade apenas de um canal de comunicação (par trançado, por exemplo);-Apresenta menores velocidades durante a transmissão de dados;-Menor custo -Maior imunidade à ruídos.

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TRANSMISSÃO DE SINAISModos de comunicação serial

Existem dois modos de comunicação:

- Síncrono - Assíncrono

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Modo Síncrono-Este modo necessita de um sincronismo entre os dois sistemas de comunicação-Um dos sistemas conectados deve gerar um clock que deve ser seguido pelos demais sistemas;-Os sistemas devem transmitir e receber dados como verdadeiros registradores de deslocamento (shift register –dispositivo em que a entrada é paralela e a saída serial)

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Modo SíncronoShift Register

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Modo Síncrono de Comunicação

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TRANSMISSÃO DE SINAISModos de comunicação serial síncrono

-Na transmissão serial síncrona os clocks do transmissor e receptor não devem estar sincronizados e;- o tempo é dividido em intervalos de tamanho fixo que corresponde a um bit.-O termo síncrono refere-se a esse intervalo fixo de cada bit de dados que são transmitidos continuamente através do meio de transmissão sem qualquer sinal adicional.

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Protocolo para transmissão de dados serial síncrono

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- Além de eficiência devido ao não envio de sinais adicionais (partida e parada), o modo s´ncrono tem a vantagem de não ser tão sansível às distorções, podendo assim trabalhar em velocidades bem mais altas.

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TRANSMISSÃO DE SINAISModos de comunicação serial assíncrono

Neste modo de comunicação não existe a necessidade de gerar-se um sinal de sincronismo externo (clock) como no modo síncrono. O clock é interno.

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O controle de tempo entre dois bytes consecutivos não éimportante, mas o tempo da sequência de bits que compõem um byte é crítico. Os dois sistemas devem ter geradores de clock internos programados para a mesma taxa de transmissão de dados, denominada baud rate.

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A transmissão é feita caractere a caractere (byte a byte) e cada caractere é antecedido de um sinal de star e sucedido por um sinal de stop. Desta forma, se o transmissor tem dados para transmitir, ele envia um bit de partida, os bits de dados e um ou mais bits de fim.

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O termo assíncrono refere-se ao caráter aleatório do tempo de transmissão de dados, ou seja, a transmissão pode começar a qualquer momento.

O bit de início (start bit) é reconhecido pela transmissão do nível presente na linha de 1 para 0. Neste instante o clock interno do sistema efetua uma varredura da linha de tempos em tempos para detectar o nível na mesma, nível esse que éassociado a cada bit de forma conveniente.

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Após os bits de dados, opcionalmente pode ser enviado um bit de paridade usado na detecção de erros, sendo a sequência concluida com um ou mais bits de fim (stop bit) que são compostos por um sinal de nível alto.

Assim, parte do que é transmitido não transporta informação útil.

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Em seguida o sistema entra em repouso (estado de marcação) e fica na espera de um novo star bit para iniciar a recepção de um novo caractere.

Os sinais de temporização e controles utilizados para cada modo de transmissão são geralmente gerados por hardware especialmente desenvolvido para este tipo de comunicação.

Os sistemas conectados devem operar a uma mesma taxa de transmissão (baud rate) e usar uma mesma configuração para esses bits.

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Devido à possibilidade de erros, os sistemas devem ter mecanismos para detecção e correção dos mesmos.

Os métodos mais usados são:- paridade- check sum- CRC – Cyclical Redundancy Check (gera um valor

expresso em poucos bits em função de um bloco maior de dados, como um pacote de dados, de forma a detectar erros de transmissão ou armazenamento)

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Teste de Paridade -usado com frequência apesar da pouca eficiência, pois a incorreção de dois ou mais bits em uma mensagem pode levar á falha deste processo de detecção de erros.

- Neste processo é adicionado um bit ao final da mensagem que depende do tipo de paridade: par ou ímpar.

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As taxas de trnasmissão seguem certo padrão de valores expressos na quantidade de bits que são enviados por segundo:

- 300 bps- 1200 bps- 2600 bps- 4800 bps- 9600 bps- etc.

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Modo assíncrono é mais usado:

- necessita de um número menor de vias de comunicação;

- a implementação do hardware do equipamento de comunicação é mais simples.

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TRANSMISSÃO DE SINAISTipos de comunicação quanto ao sentido do fluxo

de dados

Servem tanto para transmissões seriais quanto paralelas

-SIMPLEX

-HALF-DUPLEX

-DUPLEX (FULL DUPLEX)

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de dados SIMPLEX-tem-se apenas um elemento que apenas transmite e outro que somente recebe-Exemplo: sistemas de chamada do tipo pager, em que o usuário apenas recebe os dados, sem retornar qualquer informação.

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de dados

HALF-DUPLEX ou SEMI-DUPLEX

-Comunicação entre elementos que recebem e transmitem dados.-As duas operações não podem ocorrer simultaneamente. -Um sistema somente pode transmitir quando a linha estiver liberada (autorizada) pelo outro sistema

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de dados

HALF-DUPLEX ou SEMI-DUPLEX

-Exemplo: walkie – talkie em que os dois terminais podem receber e transmitir, mas enquanto um transmite o outro apenas recebe.

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de dados DUPLEX (FULL DUPLEX)

- Modo pelo qual os sistemas podem transmitir e receber dados simultaneamente, permitindo maior agilidade das operações de comunicação de dados.

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TRANSMISSÃO DE SINAISClassificação das interfaces seriais quanto à

referência

As interfaces seriais classificam-se quanto à referência dos sinais em relação ao “terra” em:

- Desbalanceada

- Balanceada

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referência

Desbalanceada

-Os sinais de dados têm como referência o “terra” dos sistemas conectados. -Para uma transmissão full-duplex bastam 3 fios. Um para cada sentido do fluxo e outro para acoplar os terras dos sistemas.

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referência

Desbalanceada

Desvantagem

-Baixa imunidade a ruídos. Qualquer ruido que ocorre éaplicado apenas aos fios de sinal, que tem uma impedância bem mais alta que a impedância de referência (terra)- Os ruídos induzidos nas linhas de dados deformam os sinais dos bits que são transferidos. Mesmo se apenas um bit éalterado, todo o dado é perdido.

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SLIDE ERRADO - REMOVER

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referência

Balanceada-Para cada sinal de dados tem-se uma referência desconectada do “terra”;-Precisa-se de 2 pares de fios para uma transmissão full-duplex e 1 par para transmissão half-duplex ou simplex.

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referênciaBalanceadaO sinal e a referência entram em um amplificador diferencial.Vantagem:Imunidade a ruídos, já que qualquer ruído é sentido igualmente pelo sinal e pela sua referência. Assim a diferença entre os níveis de tensão entre sinal e referência permanece a mesma.

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TRANSMISSÃO DE SINAISPrincipais padrões de interface serial

Estes padrões especificam: - as características elétricas mecânicas e funcionais dos circuitos entre dois equipamentos e - determinam nomes, números e fios necessários para se estabelecer a comunicação.-Os padrões são estabelecidos pela TIA (Associação Internacional de Telecomunicações) e pela EIA (Associação Internacional de Eletrônica)-RS-232, RS-422, RS-485, V.35, USB

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Padrão RS-232

-Padrão de comunicação serial-Surgiu em 1969 para especificar as conexões entre terminais e MODEM;-Emprega transmissão de sinais desbalanceada e os fios básicos para a transmissão são o Txd(transmitted data) e o Rxd (Received data) e o SG (Signal Ground)

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Padrão RS-232

-Padrão de comunicação serial-Surgiu em 1969 para especificar as conexões entre terminais e MODEM;

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Padrão RS-232-Emprega transmissão de sinais desbalanceadae os fios básicos paraa transmissão são o Txd(transmitted data) e o Rxd (Received data) e o SG (Signal Ground)

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Padrão RS-232Para evitar o conflito de dados, os equipamentos são divididos em dois tipos: •DTE (Data Communication Equipment)– geralmente microcomputadores,

terminais e controladores e •DCE (Data Communication Equipment) geralmente MODEM.

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Padrão RS-232•DTE x DCE – A diferençaentre os dois na prática se resume aos pinos do conector da porta serial no qual tem-se Txd(transmissão de dados) e Rxd (recepção de dados) e nas linhas usadas para controle de fluxo.

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Padrão RS-232•DTE x DCE – Para um DTE o pino e é Txd e o 3 é Rxd e para o DCE o pino 2 é Rxd e o 3é o Txd.

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Padrão RS-232•Para que seja possívela comunicação entre dois aparelhos DTE énecessário que a linha de transmissão de um sejaa linha de recepção do outro.

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Padrão RS-232

-Frequentemente é necessário para o equipamento que está transmitindo saber se o equipamento de recepção está pronto para receber. - Assim, é necessário que o receptor envie uma informação para o transmissor-A informação é chamada de Controle de fluxo (Handshaking) e pode ser enviada via software (pouco utilizado) ou via hardware.

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Padrão RS-232

Numa transmissão de um DTE para DCE o pino 6é utilizado para o Handshaking e o sinal chama-se DSR (Data SETReady). O pino 5 tem a mesma função e o sinal é conhecido como CTS (Clear to Send). Em uma transmissão de DCE para DTE os sinais utilizados são DTR (Data Terminal Ready) no pino 20 e RTS (Request to Send) no pino 4. Os últimos dois sinais mais utilizados são o RI (Ring Indicator) usado para o MODEM sinalizar que o telefone está tocando e o CD (Carrier Detect)

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Padrão RS-232

O conector de 9 pinos (mais utilizado é chamado DB9.o conector anteriormente utilizado era o DB25 (25 pinos).

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Padrão RS-232

Como a comunicação é digital o bit 0 é uma tensão positiva entre o intervalo de +5V e +15V para a saída e +3V e +15V para a entrada.

O Bit 1 é uma tensão negativa variando de -5V e -15V para a saída e -3V e -15V para entrada.

Os níveis de tensão são em relação ao SG (SignalGround)

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Padrão RS-232

A transmissão por RS-232 tem o alcance máximo de cerca de 15m, que está relacionada com a taxa de transmissão de dados e as condições de ruído ambiente.

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Padrão RS-232

RS-232 é compatível com os padrões ITU (International Telecommunications Union) V.24 e V.28 e ISO 2110

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Padrão RS-422 Interface balanceada- o nível 1 representado fisicamente por uma tensão POSITIVA do pino de sinal (+) em relação ao pino de referência (-), que pode variar de 2V a 12V para saída e de 0,2V a 12V para entrada. -O nível 0 deve ter uma tensão NEGATIVA do pino de sinal (+) em relação ao pino de referência (-)

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Padrão RS-422

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Padrão RS-422-O padrão não define um conector físico específico;-São usados muitos conectores diferentes como :

- DB9 ou DB25 com pinagem não padronizada;-DB25 com padrão RS-530-DB37 com padrão RS-449

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Padrão RS-422-É normalmente usado em comunicações ponto a ponto realizadas por um driver dual-state

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Padrão RS-422-É utilizado para transmissões à longa distância (1200m – por norma) e que exige altas velocidades;-São necessários dois pares de fios para uma transmissão duplex.-Os sinais de controle (RTS Request do Send, DTS –Data Terminal Send, DTR- Data terminal Ready, CTS – Clear do Send) não estão presentes.

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Padrão RS-422-A versão desbalanceada para a RS-422 é a RS-423

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Padrão RS-485-Há apenas um par trançado para transmissão e recepçãoque deve ser habilitado;

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Padrão RS-485

Vantagem:Possibilita ligar vários equipamentos que podem secomunicar entre si através do mesmo cabo (nos outros padrões isto não é possível)

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Padrão RS-485

O alcance de transmissãoRS-485 é compatível comO padrão RS-422. (1200 m)

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Padrão RS-485

Desvantagem:- Sistema half-duplex- O software de comunicação deve gerenciar a habilitação de transmissão e recepção para evitar um choque de informações e dados.- Deve haver um meio de se evitar ou resolver o conflito de dados quando dois equipamentos transmitem ao mesmo tempo.

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Padrão RS-485

Desvantagem:-Se dois equipamentos iniciam a transmissão ao mesmo tempo, estes devem identificar a colisão de dados, interromper o processo e tentar novamente após tempos diferentes.

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Padrão RS-485

- Outra solução é ter um gerenciador de rede que é o único que pode iniciar uma transmissão e é quem autoriza os demais componentes da rede a iniciar uma comunicação, evitando-se o conflito. Desvantagem: os dispositivos (sistemas) devem aguardar a autorização e assim não podem se comunicar livremente.

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Padrão RS-485

-A inserção de resistores -nas duas extremidades -do cabeamento da rede -RS-485 permite um -melhor casamento de -impedâncias no cabo, -evitando a reflexão do -sinal a ponto de deteriorar a comunicação.

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Padrão RS-485

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Padrão RS-485

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Padrão RS-485

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Padrão V.35

-Padrão internacional de transmissão de dados a 48 kbps usando grupos de circuitos de banda 60 a 108 kHz. -Padrão é comumente utilizado para DTE (Data Terminal Equipment) ou DCE (Data Communication Equipment) fazendo a interface com uma portadora digital de alta velocidade (Ex. DDS – DataphoneDigital Service da AT&T). Os dados são transmitidos na forma digital.

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Padrão V.35

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USB -Padrão de transmissão serial de dados

-Usado em interligação de periféricos e computadores PC, Webcam, impressoras, pen-drive, scanner, etc.

-Criado em 1995 pela aliança da Microsoft, Compaq, Intel, HP, Lucent, Microsoft, NEC, Phillips

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USB

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USB-Substitui o padrão RS232 no notebook-Ambiente industrial interliga computadores PC e CLP, visando a programação e monitoramento de CLP-Teoricamente pode-se conectar até 127 dispositivos USB em uma única porta, porém a velocidade de transmissão de dados de todos os equipamentos écomprometida.

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USB-Em Redes Industriais, hubs USB têm sido utilizados na camada física ao interligar-se CLP e redes Ethernet Industrial. HUB – dispositivo que expande uma porta USB em várias outras.

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USB-Característica: plug and play – permite fácil instalação de dispositivos sem precisar desligá-los pela identificação automática e disponibilidade imediata de seus recursos. Assim, não é necessária a escolha manual de endereços físicos de hardware e nem de requisitos de interrupções.

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USB

- Versões A e B

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TRANSMISSÃO DE SINAISQuestões a serem entregues como lista de exercício na semana seguinte à esta apresentação.Lista individual a ser feita MANUSCRITA. Não serão aceitas listas em computador.

1)Descreva a comunicação de dados paralela. Apresente as suas características.2)Descreva a comunicação de dados serial.

Apresente as suas características.3) Quais os modos de comunicação serial.4) Descreva o modo síncrono de comunicação5) Descreva o modo assíncrono de comunicação.

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TRANSMISSÃO DE SINAIS6) Quais os tipos de comunicação quanto ao sentido do fluxo de dados?7) Descreva o modo Simplex de comunicação.8) Descreva o modo Half-Duplex de comunicação.9) Descreva o modo Duplex de comunicação.10) Quais as classificações das interfaces seriais quanto à referência?11) Descreva o sistema desbalanceado de referência.12) Descreva o sistema balanceado de referência.13) Quais os principais padrões de interface serial?

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TRANSMISSÃO DE SINAIS14) Descreva o padrão RS-232, suas vantagens e desvantagens.15) Descreva o padrão RS-422, suas vantagens e desvantagens.16) Descreva o padrão RS-485, suas vantagens e desvantagens.17) Descreva o padrão V.35, suas vantagens e desvantagens.18) Descreva o padrão USB, suas vantagens e desvantagens.

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