SISTEMAS DE TRANSMISSÃO DIGITAL
O QUE CARACTERIZA INFORMAÇÃO OU SISTEMA DIGITAL ?
QUAIS AS VATAGENS DE SISTEMAS DIGITAIS ?
QUAIS AS DESVANTAGENS DE SISTEMAS DIGITAIS ?
Vantagens
Deteção e Correção de Erros: Maior imunidade ao ruído e interferência
Compressão de Dados: Maiores taxas de transmissão
Multiplexação/Múltiplo Acesso:
Mais fácil de ser implementada que em sistemas analógicos
Melhor compartilhamento dos recursos do canal entre vários
usuários
Criptografia:
Segurança e privacidade na comunicação
Configuração de Parâmetros via Software: Flexibilidade
Baixo Custo dos Circuitos Digitais
Desvantagens
Grande expansão de faixa (Largura de Banda)
Introdução de erro no processo de digitalização de sinais de informação
analógicos (Erro de Quantização)
Necessidade de Sincronização (Maior Complexidade)
SISTEMAS DE TRANSMISSÃO DIGITAL PONTO-A-PONTO
O diagrama de blocos em anexo ilustra a estrutura típica de um sistema
de transmissão digital ponto-a-ponto. A estrutura do transmissor é constituída
pelos blocos de formatação, codificação fonte, cifragem, codificação de canal,
multiplexador, modulador e múltiplo acesso. Alguns blocos podem ser
implementados de ordem diferente. No receptor são realizadas as operações
inversas. De todas as etapas de processamento do sinal, apenas a formatação,
modulação e demodulação são essências num sistema de transmissão digital.
SISTEMA DE TRANSMISSÃO DIGITAL
PONTO-A-PONTO
Dados de outras fontes
Fonte
de
Informação
Formatação
Codificação
de
Fonte
Cifragem
Codificação
de
Canal
MUX
Modulador
Interface
de TX
TRANSMISSOR
CANAL
Sincronização
Interface
de RX
RECEPTOR
Receptor
de
Informação
Formatação
Múltiplo
Acesso
Decodificação
de
Fonte
Decifragem
Decodificação
de
Canal
DEMUX
Demodulador
Múltiplo
Acesso
Dados para outras fontes
Formatação: Faz a conversão analógica-digital (A/D) para fontes de
informação analógicas, transformando a informação da fonte em símbolos
digitais.
Codificação Fonte (compressão): Remove a redundância ou informação
desnecessária da informação digital.
- Exemplo de informação com redundância:
- Exemplo de compressão com perdas:
- Exemplo de compressão sem perdas:
Cifragem (criptografia): Previne o acesso de usuários não autorizados às
mensagens de informação e também que estes usuários introduzam
mensagens falsas no sistema.
Codificação de Canal (deteção e correção de erros): A codificação de canal
permite que o receptor detecte e corrija erros de transmissão, reduzindo a taxa
de erro ou a potência de transmissão do sistema (relação sinal-ruído), a um
custo de maior largura de banda ou complexidade de decodificação.
Multiplexação (MUX): A informação da fonte pode ser multiplexada com a
informação de outras fontes de informação (usuários).
Modulação: É o processo pelo qual os símbolos são convertidos em formas de
onda que são compatíveis com o canal de comunicação, ou seja, adequar as
formas de onda às características do canal.
Exemplos de canais de comunicação
Exemplos de distúrbios que ocorrem num processo de comunicação
NOMENCLATURA BÁSICA EM COMUNICAÇÃO DIGITAL1
- Mensagem textual: É constituída por uma seqüência de caracteres.
- Caractere (símbolo): Um caractere é um membro de um alfabeto ou conjunto
de símbolos. Os caracteres podem ser mapeados (representados) por uma
seqüência de bits (Ex: ASCII / EBCDIC).
- Dígito binário (bit): É a unidade fundamental de informação para todos o
sistemas digitais.
- Seqüência de bits
- Símbolo: São grupos de k bits usados para representar caracteres em um
alfabeto finito com M símbolos
M = 2k
- Formas de onda: São sinais de tensão ou corrente usados para representar
ou transmitir bits ou símbolos de informação
- Taxa de transmissão: A taxa de transmissão pode ser especificada em bits/s
ou em símbolos/s (baud)
1
Digital Communications: Fundamentals and Applications, B. Sklar, Prentice Hall, 1988
Capítulo 1 – Signals and Spectra - páginas 2-10
SISTEMA DE TRANSMISSÃO DIGITAL
PONTO-A-PONTO
Dados de outras fontes
Fonte
de
Informação
Formatação
Codificação
de
Fonte
Cifragem
Codificação
de
Canal
MUX
Modulador
Interface
de TX
TRANSMISSOR
CANAL
Sincronização
Interface
de RX
RECEPTOR
Receptor
de
Informação
Formatação
Múltiplo
Acesso
Decodificação
de
Fonte
Decifragem
Decodificação
de
Canal
DEMUX
Demodulador
Dados para outras fontes
Múltiplo
Acesso
Modelo de Referência OSI
O modelo de referência OSI (Open Systems Interconnect) é uma descrição
abstrata em camadas para o desenvolvimento de protocolos de redes de
computadores e comunicação. O modelo OSI também denominado de modelo de 7
camadas. No estudo de sistemas de comunicação é importante situar a área de
estudo em relação ao modelo OSI.
7
Aplicação
6
Apresentação
5
Sessão
4
Transporte
3
Rede
2
Enlace
1
Física
7
Aplicação
6
Apresentação
5
Sessão
4
Transporte
3
Rede
2
Enlace
1
Física
- Reduz a complexidade
- Padroniza as interfaces
- Facilita a engenharia modular
- Garante a tecnologia interoperável
- Acelera a evolução
- Simplifica o ensino e a aprendizagem
Processos da Rede para Aplicações:
• Disponibiliza serviços de rede para
processos aplicativos, como correio
eletrônico, transferência de arquivos e
emulação de terminais.
7
Aplicação
6
Apresentação
5
Sessão
4
Transporte
3
Rede
2
Enlace
1
Física
7
Aplicação
6
Apresentação
5
Sessão
4
Transporte
3
Rede
2
Enlace
1
Física
7
Aplicação
6
Apresentação
Representação de dados
5
Sessão
Comunicação entre Hosts
4
Transporte
Conexões ponto-a-ponto:
3
Rede
2
Enlace
1
Física
Processos da Rede para Aplicações
Representação de dados:
•
•
•
•
•
Garantir que os dados sejam legíveis ao
sistema receptor
Formato de dados
Estrutura de dados
Negocia a sintaxe de transferência de
dados
•
Processos da Rede para Aplicações
Representação de dados
Comunicação entre Hosts:
• Estabelece, gerencia e termina sessões
entre aplicativos
Processos da Rede para Aplicações
• Trata de questões de transporte entre os
hosts
• Confiabilidade do transporte de dados
• Estabelece, mantêm e termina circuitos
virtuais
• Deteção e recuperação de erros
• Controle de fluxo de informações
7
Aplicação
6
Apresentação
Representação de dados
5
Sessão
Comunicação entre Hosts
4
Transporte
Conexões ponto-a-ponto
3
Rede
2
Enlace
1
Física
7
Aplicação
6
Apresentação
Representação de dados
5
Sessão
Comunicação entre Hosts
4
Transporte
Conexões ponto-a-ponto
3
Rede
2
Enlace
1
Física
7
Aplicação
6
Apresentação
Representação de dados
5
Sessão
Comunicação entre Hosts
4
Transporte
Conexões ponto-a-ponto
3
Rede
2
Enlace
Acesso aos meios
1
Física
Transmissão de dados:
Processos da Rede para Aplicações
Endereçamento e Roteamento:
• Fornece conectividade e seleção de
caminhos entre dois sistemas finais
• Domínio de roteamento
Processos da Rede para Aplicações
Endereçamento e Roteamento
Acesso aos meios:
• Fornece transferência de dados confiável
entre meios
• Endereçamento físico, topologia de rede,
notificação de erros e controle de fluxo
Processos da Rede para Aplicações
Endereçamento e Roteamento
• Fios, conectores, voltagens, taxas de
transmissão
O modelo OSI divide as funções de um protocolo em uma série de camadas. Cada
camada tem a propriedade de que ela somente utiliza as funções da camada
inferior, e apenas exporta funcionalidades para a camada superior. Um sistema que
implemente o comportamento de um protocolo consistindo de uma série destas
camadas é chamado de pilha de protocolo. Pilhas de protocolo podem ser
implementadas em software, hardware, ou em ambos. Tipicamente apenas as
camadas inferiores são implementadas em hardware, com as camadas mais altas
sendo implementadas em software.
Camada
7 – Aplicação
Exemplos de Protocolos
HTTP , SMTP , SNMP , FTP , Telnet , FTAM , APPC , X.400 ,
X.500 , Appletalk , AFP , DAP
6 – Apresentação TDI , XDR , SNMP , FTP , Telnet , SMTP , AFP
5 – Sessão
NWLink , NBT , Named Pipes , NetBIOS , ASP , ADSP , ZIP , PAP
, DLC
4 – Transporte
TCP , UDP , SPX , NetBEUI , ATP , NBP , AEP , RTMP
3 – Rede
IP , IPX , NWLink , NetBEUI , DDP
2 – Enlace
Ethernet , Token Ring , PPP , ODI , NDIS , LocalTalk , TokenTalk ,
EtherTalk
1 - Física
RS-232 , ISDN , 10BASE-T , sinais elétricos , sinais de rádio , fibra
ótica