Este processo consiste em três fases sequenciais:
Amostragem;
Quantização;
Codificação.
A palavra síncrona indica a presença de um relógio. Este será o responsável por sincronizar emissor e receptor durante a transmissão de informação.
O sincronismo permite ao receptor saber quando deve começar a ler os dados e quando deve parar.
Conta também com uma verificação de erros do tipo CRC (será explicado no ponto 11.1.3) que, no caso de erro na transmissão do bloco de dados, garante uma retransmissão da informação.
No início de leitura dos dados no receptor ocorre após a leitura do campo STX, que indica o início de transmissão. Neste momento, o receptor sabe que tem de ler os dados enviados pelo emissor até que apareça o campo ETX, que indica o final da transmissão.
Este tipo de transmissão permite que uma grande quantidade de dados (blocos) sejam transmitidos de uma só vez e ao longo de grandes distâncias, tomando-se muito eficiente. Geralmente é usada em Ethernet.
TRANSMISSAO ASSÍNCRONA
Este tipo de transmissão diz-se assíncrona visto não usar um relógio de sincronismo para a transmissão de dados.
Sem a presença de um relógio para indicar ao receptor quando deve ler a informação proveniente do emissor é necessário utilizar marcadores (flags) que desempenhem essa função.
Possui como principais vantagens apresentar baixo custo e fácil configuração
O receptor ao ler o Start Bit (flag inicial) sabe que a partir deste terá um byte (8 bit) de dados para ler.
Nesse byte, o último bit poderá contar com um bit de paridade que irá fazer a verificação de erros.
O Stop Bit (flag final) indica que o byte de dados terminou de ser transmitido.
Devido a este cabeçalho adicional, necessário para o controlo, torna a transmissão assíncrona menos eficiente que a transmissão síncrona, não sendo por isso usado para a transmissão de grandes quantidade de informação e entre grandes distâncias.
Técnicas de Modulação (Codificação) Digital
É necessário transmitir a informação sem erros, por isso a codificação tem como principal objetivo: preservar o sincronismo do relógio entre o emissor e o receptor
Na transmissão de informação, independentemente do canal utilizado, esta está sujeita a atrasos, ruído e erros introduzidos pelo canal utilizado ou equipamento de rede por onde passa.
Os códigos de linha foram criados para ajudar a manter a integridade dos dados ao longo do seu percurso.
Em geral, os códigos de linha devem ter em conta certos aspectos:
a largura de banda que utilizam,
a imunidade a erros e ruídos,
o tempo de bit (Duty Cycle),
a possibilidade de recuperação do relógio de sincronismo (CLK)
a existência de componente contínua nula (transformadores ao longo do canal que bloqueiam o sinal contínuo não nulo).
Existem 3 tipos de códigos de linha
NRZ - Non Return Zero
RZ - Return Zero
Manchester
NRZ - NON RETURN ZERO
O código de linha do tipo Non Return Zero indica que o sinal não necessita obrigatoriamente de ir a zero entre transições de bit.
Tem Duty Cycle de 100% (o impulso prolonga-se durante todo o bit).
Existem três tipos de codificação NRZ.
NRZ Unipolar
NRZ Polar
NRZ Bipolar (AMI)
NRZ unipolar
Este tipo de codificação é a mais simples (a sua única vantagem).
Apresenta alguns problemas, como por exemplo, a componente DC não nula e as longas sequências de 0's ou 1's determinam que facilmente perda de sincronismo.
É utilizado para gravação digital em suportes magnéticos
Os limites da onda estão sempre entre 0 e 1
tomam valor 1 quando o bit a codificar é 1 e valor 0 quando o bit a codificar é 0 e o
NRZ polar
Este tipo de codificação apresenta as mesmas vantagens e desvantagens do anterior.
Os limites da onda neste tipo de codificação estão entre -1 e 1.
Também é usado para gravação digital em suportes magnéticos
A onda codificada toma o valor 1 quando o bit a codificar é 1 e valor -1 quando o bit a codificar é 0
NRZ bipolar (AMI) significa "Alternate Mark Inversion"
Este tipo de codificação resolve o problema relativo à componente DC mas sofre igualmente de perda de sincronismo com facilidade.
Os limites da onda neste tipo de codificação estão entre -1, 0 e 1.
É utilizado nas interfaces RDIS.
A onda codificada toma o valor 0 quando o bit a codificar é 0 e valor 1 e -1 alternadamente quando o bit a codificar é 1.
RZ RETURN ZERO
O código de linha do tipo Return Zero indica que, em cada transição, metade do bit o sinal vai a zero.
Diz-se por isso que tem um Duty Cycle de 50% e utiliza o dobro da largura de banda em relação aos códigos NRZ.
Existem três tipos de codificações RZ:
RZ Unipolar
RZ Polar
RZ Bipolar (AMI)
RZ unipolar
Este tipo de codificação apresenta as mesmas vantagens e desvantagens do NRZ unipolar com a agravante de que utiliza, como já foi referido o dobro da largura de banda.
Os limites da onda estão sempre entre 0 e 1
É usado nas mesmas aplicações que o NRZ unipolar ( gravação digital em suportes magnéticos)
Toma o valor 1 quando o bit a codificar é 1 (50%) e valor 0 quando o bit a codificar é 0.
Só permanecem nestes valores metade do tempo (Duty Cycle 50%) e na outra metade tomam sempre o valor 0.
RZ polar
Este tipo de codificação apresenta as mesmas vantagens e desvantagens do NRZ polar (e o dobro da largura de banda).
Os limites da onda neste tipo de codificação estão entre -1 e 1.
É usado nas mesmas aplicações que NRZ polar (gravação digital em suportes magnéticos)
Toma o valor 1 quando o bit a codificar é 1 (50%) e valor -1 quando o bit a codificar é 0 (50%).
Só permanecem nestes valores metade do tempo (Duty Cycle 50%) e na outra metade tomam sempre o valor 0.
RZ bipolar (AMI)
Este tipo de codificação apresenta as mesmas vantagens e desvantagens do NRZ Bipolar (e o dobro da largura de banda).
Os limites da onda neste tipo de codificação estão entre -1, 0 e 1.
É usado nas mesmas aplicações que NRZ bipolar (utilizado nas interfaces RDIS.)
A onda codificada toma o valor 0 quando o bit a codificar é 0 e valor 1 e -1 alternadamente quando o bit a codificar é 1.
Só permanecem nestes valores metade do tempo (Duty Cycle 50%) e na outra metade tomam sempre o valor 0.
MANCHESTER
Este código de linha, à semelhança do RZ, também apresenta um Duty Cycle de 50%. Logo necessita do dobro da largura de banda em relação ao código NRZ.
No entanto exibe vantagens em relação aos anteriores, tais como:
nunca apresentar componente nula,
nunca perde o sincronismo de relógio entre o emissor e o receptor
e tem a capacidade de detecção de erros.
Existem 2 tipos de codificações Manchester
Manchester normal
Manchester Diferencial
Manchester Normal
Os limites da onda neste tipo de codificação estão entre -1 e 1.
Neste código de linha, as decisões são sempre tomadas a meio de cada bit.
É usado em redes do tipo Ethernet
As transições entre 0->1 e 1->0 ocupam a largura de um bit desde o meio do bit anterior até ao meio do bit seguinte.
Manchester Diferencial
Os limites da onda neste tipo de codificação estão entre -1 e 1.
À semelhança do anterior, as decisões são sempre tomadas a meio de cada bit.
As diferenças aqui residem apenas nas transições entre bits serem codificadas de forma diferente do anterior.
As transições entre 0->1 e 1->1 ocupam a largura de um bit desde o meio do bit anterior até ao meio do bit seguinte. As restantes transições 0-> 0 e 1->0 ocupam apenas meio bit
É usado em redes do tipo Token Ring
NRZ - Non Return Zero ( NRZ Unipolar; NRZ Polar e NRZ Bipolar)
RZ - Return Zero ( RZ Unipolar; RZ Polar e RZ Bipolar)
Manchester (Manchester normal, Manchester Diferencial)
Técnicas de Deteção e Correção de Erros
- Verificação de paridade
- Checksums
- CRC – Cyclic Redundancy Check
Checksum (Soma de Verificação)
- Adiciona uma soma de verificação de todos os dados ao final dos dados.
- O receptor recalcula a soma e compara com a soma recebida. Se houver diferença, ocorreu um erro.
Códigos de Hamming:
- Os códigos de Hamming são uma classe de códigos de correção de erros que adicionam bits de paridade aos dados.
- Esses bits extra são calculados de maneira a permitir a detecção e correção de erros.
- Existem várias versões dos códigos de Hamming, cada uma oferecendo diferentes capacidades de correção e detecção de erros...
Códigos de Reed-Solomon:
- Os códigos de Reed-Solomon são eficazes na correção de erros em blocos de dados. Eles são frequentemente usados em aplicações como CDs, DVDs e códigos de barras. Esses códigos podem corrigir vários erros e são especialmente robustos contra erros burst, onde vários bits consecutivos são afetados.
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