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REDES COMPUTADORES Camada Física – Parte 2 Agenda Transmissão Digital 1. Dados Digitais Codificação Linha Codificação Bloco Analógica 2. Dados Analógicos 3. Dados Digitais Dados Analógicos PAM ASK AM PCM FSK FM PSK QAM Transmissão Digital Transmissão Digital 1. Dados Digitais Codificação Linha Codificação Bloco Analógica 2. Dados Analógicos 3. Dados Digitais Dados Analógicos PAM ASK AM PCM FSK FM PSK QAM Transmissão Digital Nosso primeiro “problema” é fazer uma transmissão digital para enviar dados digitais Lembrando que o objetivo aqui não é entrar em detalhes técnicos (peguem Comunicação Digital!), mas sim evidenciar vantagens de cada solução Mas se tudo é digital? Porque preciso converter? Arquivos, músicas, fotos e vídeos armazenas num host são apenas uma seqüência de bits Transmissão Digital Unipolar Simples e primitivo Utiliza só um nível de tensão Componente DC residual Problemas de Sincronização Transmissão Digital Dados Digitais Codificação de Linha Transmissão Digital Polar Utiliza dois níveis de tensão Existem vários Tipos NRZ–L (NRZ-Level) NRZ–I (NRZ-Invert) RZ Manchester Manchester Diferencial Transmissão Digital NRZ-L e NRZ-I No NRZ-L a representação depende apemas do estado do bit Já no NRZ-I, a representação depende do estado anterior Quando ocorre um bit 1 o sinal é invertido Transmissão Digital Manchester Utiliza uma inversão no meio de cada estado para representação e sincronização da transmissão Bit 1 – transição positiva Bit 0 – transição negativa Usado na LAN IEEE 802.3 (Ethernet) Transmissão Digital Manchester Diferencial Se não houver inversão na transição o bit é 1 Caso contrário é 0 Usado na LAN IEEE 802.5 (Token Ring) Transmissão Digital MLT-3 (Multiline Transmission Three Level) Parece com o NRZ-I, mas utiliza 3 níveis A idéia é simples: Quando o bit zero aparece, nada acontece Quando o bit 1 aparece Quando o bit 1 não-zero anterior foi positivo, subtraia V Quando o bit 1 não-zero anterior foi negativo, some V ? Transmissão Digital MLT-3 (Multiline Transmission Three Level) Parece com o NRZ-I, mas utiliza 3 níveis A idéia é simples: Quando o bit zero aparece, nada acontece Quando o bit 1 aparece Quando o bit 1 não-zero anterior foi positivo, subtraia V Quando o bit 1 não-zero anterior foi negativo, some V Transmissão Digital Transmissão Digital 1. Dados Digitais Codificação Linha Codificação Bloco Analógica 2. Dados Analógicos 3. Dados Digitais Dados Analógicos PAM ASK AM PCM FSK FM PSK QAM Transmissão Digital Codificação de Bloco Desenvolvida para melhorar a performance da codificação de linha A idéia é simples: Basta substituir blocos n bits por blocos de x bits Para isso A seqüência de bits é divida em blocos de n bits Os blocos de n bits são substituídos É feita uma codificação de linha Transmissão Digital Qual a saída se os bits 000111110000 forem enviados? 4B/5B Transmissão Digital 4B/5B Utiliza NRZ-I (codificação de linha) Utilizado no padrão Ethernet 100Mbps Simulação On-line http://www.frontiernet.net/~prof_tcarr/4B5B/applet.html#APPLET Com a substituição de blocos de bits, ficarão blocos não alocados que podem ser alocados para controle da transmissão Transmissão Digital 4B/5B Dados Código Dados Código Dados Código 0000 11110 1000 10010 Q (Quiet) 00000 0001 01001 1001 10011 I (Idle) 11111 0010 10100 1010 10110 H (Halt) 00100 0011 10101 1011 10111 J (start delimiter) 11000 0100 01010 1100 11010 K (start delimiter) 10001 0101 01011 1101 11011 T (end delimiter) 01101 0110 01110 1110 11100 S (Set) 11001 0111 01111 1111 11101 R (Reset) 00111 Transmissão Digital Na prática, as duas estratégias são combinadas Transmissão Digital Transmissão Digital 1. Dados Digitais Codificação Linha Codificação Bloco Analógica 2. Dados Analógicos 3. Dados Digitais Dados Analógicos PAM ASK AM PCM FSK FM PSK QAM Transmissão Digital Diagrama de Blocos do PCM Transmissão Digital Transmissão Digital Taxa de Amostragem (Teorema de Nyquist) O sinal analógico pode ser reproduzido com um número infinito de amostras Segundo Nyquist, a taxa de amostragem deve ser duas vezes a maior freqüência do sinal Ou seja para calcularmos a capacidade mínima de transmissão de um sinal digital é necessário multiplicar a quantidade de amostras pela quantidade de bits de cada amostra Transmissão Digital Modos de Transmissão Paralela Serial Síncrona Assíncrona Transmissão Digital Transmissão Paralela Requer mais de um canal de comunicação Transmissão Digital Transmissão Serial Transmissão de dados mais simples Utiliza apenas um canal de comunicação “Menor velocidade de transmissão” Transmissão Digital Transmissão Serial Assíncrona Inserção de bits extras deixa mais lenta Mais barata, recomendada para baixas velocidades Transmissão Digital Transmissão Serial Síncrona Divisões são ilustrativas Requer um relógio de sincronismo confiável A sincronização é efetivada na camada de enlace Transmissão Analógica Transmissão Digital 1. Dados Digitais Codificação Linha Codificação Bloco Analógica 2. Dados Analógicos 3. Dados Digitais Dados Analógicos PAM ASK AM PCM FSK FM PSK QAM Transmissão Analógica O desafio aqui é transformar os dados digitais em analógicos para prover a comunicação Técnica de converter sinais analógicos e digitais em um sinal analógico com uma faixa de freqüência escolhida, chama-se modulação Transmissão Analógica Transmissão Digital 1. Dados Digitais Codificação Linha Codificação Bloco Analógica 2. Dados Analógicos 3. Dados Digitais Dados Analógicos PAM ASK AM PCM FSK FM PSK QAM Transmissão Analógica Dados Digitais O sinal analógico deve ser alterado de acordo com a variação dos bits Lembrem-se que um sinal analógico tem 3 características que o determinam... Transmissão Analógica Modulação de Dados Digitais Podemos alterar a amplitude, freqüência e fase Transmissão Analógica Modulação de Dados Digitais ASK (Amplitude Shift Key) Amp. Bits m 0 M 1 Transmissão Analógica Modulação de Dados Digitais FSK (Frequency Shift Key) Freq. Bits 2Hz 0 5Hz 1 Transmissão Analógica Modulação de Dados Digitais PSK (Phase Shift Key) Fase Bits 0 0 180 1 Transmissão Analógica Modulação de Dados Digitais PSK (Phase Shift Key) Surgiu a idéia de utilizar mais de duas fases. Por exemplo, se utilizar 0, 90, 180, 270 graus, precisarei de quantos bits para representar cada estado? Fase Bits 0 0 90 1 180 ? 270 ? Transmissão Analógica Modulação de Dados Digitais 4–PSK Fase Bits 0 00 90 01 180 10 270 11 Transmissão Analógica Modulação de Dados Digitais 4–PSK Fase Bits 0 00 90 01 180 10 270 11 Transmissão Analógica QAM Idéia é combinar ASK–PSK Mais utilizada Ou seja, a constelação pode ter dois ou mais níveis (amplitudes) para o mesmo grau! Utilizada em TV digital e outros sistemas que necessitam de alta taxa de transferência de informação. Transmissão Analógica QAM Represente 101100001000010011110111 Transmissão Analógica QAM 101 100 001 000 010 011 110 111 Transmissão Analógica 16–QAM (Exemplos) Transmissão Analógica Onde o PCM é utilizado? Quais são as vantagens e desvantagens das técnicas ASK, FSK, PSK e QAM? Próximas aulas Modems e Multiplexação Meios de Transmissão Camada de Enlace
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111011110111101 utilizando 4B/5B) evitando problemas citados anteriormente. Reduz também o problema
de detecção de erros, visto que o receptor pode detectar um erro de transmissão.
A seguir a tabel...
