Teleprocessamento Técnicas de Comunicação de Dados Digitais Aula 12 Prof. Eduardo Leivas Bastos [email protected]
Apr 17, 2015
Teleprocessamento
Técnicas de Comunicação de Dados Digitais
Aula 12
Prof. Eduardo Leivas [email protected]
Teleprocessamento
Contexto
• Até agora, estávamos focalizados nos atributos de uma transmissão de dados:– características dos sinais– meios de transmissão– codificação de sinais– desempenho da transmissão
• Passamos agora o nosso foco agora para a comunicação de dados
Teleprocessamento
Comunicação de Dados
• Transmissão de um feixe de bits de um dispositivo para outro envolve alto nível de cooperação e acordo entre os elementos envolvidos:
– sincronização– detecção de erros– correção de erros– interfaceamento
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Sincronização
• O receptor deve saber a que taxa os bits estão sendo transmitidos de modo que ele possa amostrar a linha nos intervalos apropriados para determinar o valor de cada bit recebido
• Duas técnicas– Transmissão Assíncrona– Transmissão Síncrona
Teleprocessamento
Detecção de Erros
• Essa função é realizada gerando-se um código de detecção de erros que é uma função dos bits que estão sendo transmitidos.
• O código é agregado aos bits transmitidos
• O receptor calcula o código baseado nos bits que chegam e compara-o com o código recebido
Teleprocessamento
Correção de Erros
• Essa função é realizada gerando-se um código que possibilita a correção de erros nos bits transmitidos
• O código é uma função dos bits transmitidos.
• O receptor calcula o código baseado nos bits que chegam e compara-o com o código recebido e é capaz de corrigir certos erros
• Maior overhead e tempo de processamento do que os códigos de correção
Teleprocessamento
Interfaceamento
• Um dispositivo que deseja se comunicar através de um meio de transmissão deve estar conectado através de alguma interface
• A interface define não somente as características elétricas do sinal, mas também os meios de conexão e os procedimentos para o envio e o recebimento de dados
• Ex: RS-232, V.35, V.36, etc..
Sincronismo
Teleprocessamento
• Transmissão Paralela: transmissão simultânea de todos os elementos de um dado código em um instante de tempo
• Utiliza várias vias de transmissão
• Altas velocidades em pequenas distâncias
• Inadequada para grandes distâncias em função do custo
• Ex: transmissão impressora, comunicação interna micro (bus)
Tipos de transmissão
Teleprocessamento
• Transmissão Serial: Transmissão contínua e em sequência dos elementos (bits) em uma única via de transmissão– Adequada para grandes distâncias
– Menor velocidade em relação à transmissão paralela
– Economia (apenas uma via de transmissão)
– Ex: conexão entre micro e roteador via console, conexão entre micro e modem via porta UART, linhas de transmissão
Tipos de transmissão
Teleprocessamento
Transmissão Assíncrona e Síncrona
• Discussão:
– O que aconteceria se um emissor emitisse simplesmente um fluxo de bits de dados?
A B1 Mbps
1 bit = 1us
Relógio A Relógio B
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Transmissão Assíncrona
• Não existe sincronismo (sinal de clock) de tempo entre emissor e receptor
• Os dados são transmitidos um caractere por vez– De 5 até 8 bits
• A temporização somente necessita ser mantida “dentro” de cada caractere
• Resincronização ocorre entre cada caractere (bit de start)
Teleprocessamento
Transmissão Assíncrona
• Não existe sincronismo (sinal de clock) de tempo entre emissor e receptor– O emissor e o receptor devem estar de acordo com o tempo de cada bit
transmitido (tempo de bit) Obs: taxa = 1/(tempo de bit)
– O emissor e o receptor devem estar de acordo com os sinais que representam o início e o fim de cada elemento a ser transmitido (aumenta a ineficiência na transmissão)
– Utilizada para comunicações em curtas distâncias e baixas velocidades
A B
sem sincronismo
O sincronismo é obtido em cada caracter
Teleprocessamento
• Universal Asynchronous Receiver Transmiter (UART): CI que implementa a comunicação serial assíncrona RS232C em um PC:
– UART 8250 19.2 kbps
– UART 16450 38.4 kbps
– UART 16550 115.2 kbps
• COM1/COM3
• COM2/COM4
Transmissão AssíncronaUART
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Transmissão AssíncronaDelimitação dos caracteres
• Os caracteres são enviados “dentro” de quadros delimitados por elementos de início e fim (bits de start e stop)
• Existem formatos específicos (notação ao lado):– 8N1 - 8 bits para o caractere / sem paridade / 1 bit de stop– 8N2 - 8 bits para o caractere / sem paridade / 2 bits de stop– 8E2 - 8 bits para o caractere / paridade par / 2 bits de stop– 7N1 - 7 bits para o caractere / sem paridade / 1 bit de stop– 8O1 - 8 bits para o caractere / paridade ímpar / 1 bit de stop
Teleprocessamento
Transmissão AssíncronaDelimitação dos caracteres
• Em uma transmissão assíncrona, devem-se definidos anteriormente:
– taxa de transmissão (para a amostragem “dentro” do caractere)
– formato da transmissão (Ex: 8N1)
DTEa DTEb115K2/8N1
Relógio A Relógio B
Teleprocessamento
Transmissão AssíncronaDelimitação dos caracteres
• Em uma transmissão assíncrona, devem-se definidos anteriormente:
– taxa de transmissão (para a amostragem “dentro” do caractere)
– formato da transmissão (Ex: 8N1)
Teleprocessamento
Transmisão Assíncrona
NRZ-L
Teleprocessamento
Transmisão Assíncrona
Teleprocessamento
Transmisão AssíncronaCaracterísticas
• Simples
• Custo baixo
• Overhead alto por caractere.– Ex: 8N1 - 20% de overhead (2 em cada 10 caracteres enviados são utilizados para controle)
– Calcule o overhead de uma transmissão com os seguintes formatos:
• 7E2
• 8N2
• Poderia-se aumentar o número de bits/caractere– acumulação de erros de “amostragem” (drifting)
Teleprocessamento
Transmisão AssíncronaExercício
• Verifique a configuração serial da porta COM1 do seu microcomputador através do programa Hyperterminal (Iniciar->Programas->Acessórios->Hyperterminal)
• Pesquise na Internet os seguintes termos:– controle de fluxo por hardware (CTS/RTS)– controle de fluxo por software (XON/XOFF)
Teleprocessamento
Transmisão Síncrona
• Envio de blocos de bits em um fluxo contínuo sem códigos de início e fim
• Os blocos podem possuir tamanhos variados de bits
• Os relógios do emissor e receptor devem estar sincronizados para evitar drifting:– clock separado entre emissor e receptor
– colocação da informação de clock dentro do sinal a ser transmitido (Manchester)
• Outro nível de sincronização necessária:– códigos para delimitar o início e o fim de cada bloco (frame) DENTRO
do fluxo contínuo (técnica de framing)
Teleprocessamento
Transmisão Síncrona
• Permite a utilização de técnicas sofisticadas de detecção e correção de erros (CRC)
• Mais eficiente (mais informação útil enviada por unidade de tempo)
• Ex: E1, HDCL, SDH/SONET
CRC
preâmbulo
Teleprocessamento
Transmisão Síncrona
A B
com sincronismo
“A cada 125us existe um quadro (sistema E1)”
“A cada 125us existe um quadro (sistema E1)”
125 250
podem existir delimitadoresde quadro (framing)
Teleprocessamento
Transmisão Síncrona
• HDLC
– 48 bits de controle
– bloco de 1000 caracteres
– 1000 x 8bits = 8000bits
– overhead = (48/8000) = 0,006 (0,6%)
Teleprocessamento
total de bits de dados transmitidos
total de bits transmitidos=Eficiência
total de bits de controle transmitidos
total de bits transmitidos=Overhead
Exercício: Calcule a eficiência e o overhead de uma célula ATM cujo tamanho é 53bytes e o header possui 5bytes.
Eficiência x Overhead
Detecção de Erros
Teleprocessamento
Tipos de Erros
• Um erro ocorre quando bits são alterados durante a transmissão– erros de um único bit
• um bit alterado• bits adjacentes não alterados• ruído branco (atrapalha o receptor na detecção)
– erros em “rajadas” (bursts)• Um erro de tamanho B é uma seqüência contígua de B bits na
qual o primeiro e o último e qualquer número de bits intermediários estão errados
• Ruído impulsivo• Maior em altas taxas
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Processo de Detecão de Erros
Bits adicionais para a detecção do erro
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Verificação de Paridade
• Técnica mais simples de detecção de erros
• Um único bit é adicionado no final do bloco de dados
• O valor do bit de paridade é selecionado de tal forma que o número de bits “1” resultante é:– par paridade par
– ímpar paridade ímpar
• Ex: caractere G (10010101)– transmissão com paridade par 100101010– transmissão com paridade ímpar 100101011
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Verificação de Paridade
• Problema se dois (ou qualquer número par de bits é invertido)– Ex: Simule a emissão e recepção das seqüências abaixo com a
inversão dos bits selecionados. O que acontece?
– 01011100– 01011110
• Ineficaz em virtude de ruídos impulsivos (que afeta vários bits), especialmente em altas taxas de transmissão
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Cálculo da Paridade
0 1
0
1
0
01
1
xor
not
Teleprocessamento
Cálculo da Paridade
• Calcule a paridade par e ímpar das seguintes sequências binárias utilizando o operador XOR:
– 01010101– 11111000– 10101011– 11100011
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Técnicas de Comunicação de Dados Digitais
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