William Stallings
Data and Computer
Communications
7th Edition
Chapter 6
Técnicas de Comunicações
Digitais
Transmissão Síncrona e
Assíncrona
• Problemas de temporização requerem um
mecanismo para sincronizar transmissor e
receptor
• Duas soluções
—Assíncrona (Asynchronous)
—Síncrona (Synchronous)
Assíncrona
• Um caracter por vez
—5 a 8 bits
• Temporarização regulada a cada caracter
• Resincroniza a cada caracter
Asíncrona (diagrama)
Assíncrona - Comportamento
• Em um fluxo contínuo de bits, o intervalo entre
caracteres é uniforme (comprimento do bit de parada)
• No estado de espera ou inatividade (idle state), receptor
procura por transição 1 para 0
• Daí amostra os próximos sete intervalos (comprimento
do caracter)
• Daí procura o próximo 1 para 0 do próximo caracter
•
•
•
•
Simples
Barato
“Overhead” de 2 ou 3 bits por char (~20%)
Bom para dados com longos intervalos (“gaps”),
exemplo: teclado
Síncrona – nível de bit
• Um bloco de dados é transmitido sem bits de
start e stop
• Clocks têm de ser sincronizados
• Pode usar uma linha separada para o clock
—Bom para curtas distâncias
—Sujeita a problemas
• Sinal de clock pode estar embutido nos dados
—Codificação Manchester
—Freqüência portadora (com. Analógica)
Síncrona – nível de bloco
• Precisa indicar o início e fim do bloco
• Usa “preamble” e “postamble”
—e.g. série de SYN (hex 16) caracteres
—e.g. bloco de 11111111 padrões terminando em
11111110
• Mais eficiente (menor overhead) do que async
(assíncrona)
Síncrona (diagrama)
Tipos de erro
• Um erro ocorre quando um bit é alterado no caminho
entre transmissor e receptor
• Erros de bit simples
— 1 bit alterado
— Bits adjacentes não afetados
— Causado, por exemplo, por ruído branco (white noise)
• Erros de rajada (burst errors)
— Comprimento B
— Sequência contígua de B bits na qual do 1o ao último estão
errados
— Ruído impulsivo
— Desvanecimento do sinal em wireles
— Efeito maior em altas taxas de bit
Processo de detecção de erro
Detecção de erro
• Bits adicionais (“redundância”) são adicionados
pelo transmissor com a finalidade de detectar
erros
• Paridade
—Valor do bit de paridade bit é tal que o número de
bits 1 é par (“even parity”) ou ímpar (odd parity)
—Um número par de erros não é detectado
CRC - Cyclic Redundancy Check
• Para um bloco de k bits o transmissor gera n
bits, o CHECKSUM
• Receptor faz a mesma conta e verifica se os
CHECKSUM é o mesmo adicionado pelo
transmissor
—Caso não  houve erro na transmissão
—Caso sim  é possível não ter havido erro na
transmissão
Hamming
Correção de Erros
• Exemplo: distância de Hamming = 3
Correção de erro
• Correção de erros detectados usualmente
requer a retransmissão do bloco de dados
• Isso não é apropriado para transmissões
wireless
—Taxa de erro de bits é muito alta
• Requer muitas retransmissões
—O atraso de propagação pode ser longo (e.g.,
satélite)
• Resultaria na transmissão do quadro errado e mais todos os
subsequentes
•  Precisa-se corrigir bit assim que chegam ao
receptor
Diagrama do processo de
correção de erros
Processo de correção de erro
• Cada bloco de k bits é mapeado em um bloco de n bits
( n >k )
— Palavra-código (ou codeword)
— Forward error correction (FEC) encoder
• Uma codeword é enviada
• Os bits recebidos são semelhantes aos transmitidos,
mas podem conter erros
• A codeword recebida é passado ao “FEC decoder”
— Se não há erros, passa-se a processar os bits
— Alguns padrões de erro podem ser detectados e corrigidos
— Alguns padrões de erro pode ser detectados, mas não corrigidos
— Alguns (raros) padrões de erro não podem ser detectados
• Resulta numa saída incorreta do FEC
Configuração da Linha
• Topologia
— Arranjo físico das estações no meio
— Point to point
— Multi point
• Computador e terminais, local area network
• Half duplex
— Somente uma estação transmite a cada instante
— Requer apenas uma via de informação
• Full duplex
— Tx e Rx simultâneos
— Requer duas vias de informação (ou cancelamento de eco)
Configurações Tradicionais
Interfaceamento
• Dispositivos para processamento de dados (ou
data terminal equipment, DTE) usualmente não
dão suporte à transmissão de dados
• Requerem uma interface chamada data circuit
terminating equipment (DCE)
—e.g. modem, NIC
• DCE transmite bits no meio
• DCE transmite informação de dados e controle
com DTE
—Precisam-se de standards para dispositivos
“conversarem”
Interfaceamento de
dispositivos de comunicação
Características da interface
• Mecânica
—Plugs, conexão
• Elétrica
—Tensão, temporização, codificação
• Funcional
—Dados, controle, aterramento
• Procedural
—Sequencia de eventos
V.24/EIA-232-F
• ITU-T v.24
• Somente especifica funcional e procedural
—Requer outros standards para elétrica e mecanica
• EIA-232-F (USA)
—RS-232
—Mecanic ISO 2110
—Eletrica v.28
—Funcional v.24
—Procedural v.24
Especificação Mecanica
Especificação Eletrica
• Sinais digitais
• Valores interpretados como dado ou controle,
dependendo do circuito
• Menos do que -3v é bit 1, mais do que +3v é bit
0 (NRZ-L)
• Taxa de sinal < 20kbps
• Distancia <15m
• Para controle: -3v é off, +3v é on
Especificação Funcional
• Circuitos agrupados em categorias
—Data
—Control
—Timing
—Ground
• Um circuito em cada direção
—Full duplex
Loopback local e remoto
Especificação Procedural
• E.g. “Asynchronous private line modem”
• Quando ligado e pronto, modem (DCE) envia
DCE ready
• Quando DTE está pronto (“ready”) para enviar
dados, envia Request to Send
• Modem responde, quando pronto, com Clear to
send
• DTE envia dados
• Quando dados chegam, modem local envia
Receive Line Signal Detector e entrega dados
Dial Up Operation (1)
Dial Up Operation (2)
Dial Up Operation (3)
Null Modem
Diagrama de interface física
ISDN (ou RDSI)
Especificação elétrica da RDSI
—Twisted pair
—Codificação de dados depende da taxa
—Taxa básica 192kbps usa pseudoternary
—Taxa primária usa alternate mark inversion (AMI) e
B8ZS ou HDB3