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Sincronismo
O receptor demodula ou decodifica o sinal enviado pelo transmissor. Isso requer um mecanismo de sincronismo entre transmissor e receptor, isto é, o receptor deve realizar a leitura
do sinal no momento certo, portanto, deve saber a taxa de bits sendo recebidos. Desta
maneira, pode amostrar o canal de comunicação em intervalos regulares, determinando o
valor de cada bit recebido. Duas soluções são adotadas para o sincronismo: (1) Assíncrona
(2) Síncrona.
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Avaliando a necessidade de sincronismo
Para uma taxa de bits de 1Mbps, isto é, um bit a cada um microsegundo, o receptor amostra
o canal de comunicação no meio de cada tempo de bit, em razão do comportamento “passa
baixas” dos meios de transmissão (o efeito do canal sobre o sinal é o “arredondamento” do
sinal por supressão das frequências mais elevadas). Entretanto, se ocorrer um atraso de
1%, a 1a amostragem será 0,01 µs fora do centro de bit, como o centro de bit é em 0,5 µs,
após 50 ou mais amostras o receptor estará em erro.
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Transmissão assíncrona
Na transmissão assíncrona se tem a divisão dos dados em blocos suficientemente pequenos
geralmente 5 a 8 bits. Dessa maneira, não há sequências de bits longas e contínuas,
evitando-se o problema de sincronismo descrito na seção anterior. Existindo sincronização
no início, os desvios no final não serão significativos, pode-se então, ressincronizar com
cada caractere.
Para a transmissão assíncrona é colocado, imediatamente antes do bloco de bits, um bit
designado start bit. O start bit deve provocar uma mudança de estado, por exemplo, se o
estado inativo corresponde ao binário 1, o start bit deve ser um 0. A Figura 1, exemplifica
a transmissão assíncrona.
Os blocos de dados não podem ser enviados imediatamente um após o outro, pois isso
impossibilitaria o sincronismo. Por exemplo, numa codificação NRZ-L se o último bit de
um bloco fosse 1, não existiria transição de estado com o “start bit” do bloco seguinte.
Para evitar esta situação são acrescentados “stop bits” que devem corresponder ao estado
inativo da linha. Na pratica, são usados um “stop bit”, dois “stop bits” ou um “stop bit”
com duração equivalente a um bit e meio.
Embora simples, a eficiência das transmissões assíncronas é baixa. Os “overheads”
(percentagem de informação não útil) são, no seu limite:
• 37,5%, com blocos de 5 bits, 1 “start bit” e 2 “stop bits”
• 20%, com blocos de 8 bits, 1 “start bit” e 1 “stop bit”
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Figura 1: Transmissão: (a)Bloco para transmissão assíncrona; (b) Exemplo de sequência
assíncrona.
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Transmissão síncrona – nível de bit
Na transmissão síncronas o bloco de bits é transmitido sem bits de start ou stop. Os
relógios (clocks) do transmissor e receptor devem ser sincronizados. Pode ser usado um
sinal de clock separado para transmissor e receptor, no caso de curtas distâncias. O sinal
de clock pode ser, também, inserido no dado, por exemplo:
• para sinais digitais utilizam-se as codificações bifásicas, que por esta razão também
são conhecidas por “self-clocking”, ou seja “auto-sincronizadas”. Uma vez que estas
codificações garantem transições no sinal em todos os bits, estas transições representam um sinal de sincronismo. (Ex.: codificação Manchester)
• para sinais analógicos existem várias possibilidades, geralmente é usada a mudança
de fase na portadora. Note-se que em modulação PSK as variações de fase nunca são
nulas e têm como referência a fase anterior.
4.1
Transmissão síncrona – nível de bloco
Nos blocos de bits a serem transmitidos é necessário indicar o início e final do bloco,
por exemplo, o padrão “01111110” é empregado para iniciar e terminar um bloco. Para
esse mecanismo funcionar é necessário garantir que no interior da sequência de dados não
ocorra o referido padrão. Para isso, a cada 5 bits 1 é inserido um bit “0”, denominado bit
de enchimento ou stuff bit. O frame do protocolo HDLC utiliza padrão “01111110”.
A Figura 2 exemplifica o frame HDLC.
Um outro exemplo é o frame do protocolo Ethernet que utiliza uma sequência longa
de bits alternados para permitir o sincronismo. Como esse protocolo utiliza a codificação
Manchester, essa sequência facilita o sincronismo de bit. Os últimos dois bits “1s” seguidos
sinalizam o inicio do “frame” propriamente dito.
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Figura 2: Frame para o protocolo HDLC
A Figura 3 ilustra o frame Ethernet.
Figura 3: Frame para o protocolo Ethernet
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Exercícios
1. Suponha um arquivo de 10000 bytes a ser enviado em um canal de comunicação de
2400 bps.
(a) Calcule o overhead em bits e o tempo quando usando comunicação assíncrona.
Assuma 1 start bit e 1 stop bit e 8 bits por caractere. Os 8 bits de caractere
não apresentam bit de paridade.
(b) Considere a transmissão como sendo síncrona. O quadro consiste de 1000 caracteres de dados e 48 bits de controle por bloco. Calcule o overhead em bits e
o tempo para transmitir o arquivo.
2. A seguinte sequência de dados deve ser enviada empregando bits de preenchimento:
11101101111101111110. Reescreva a sequência de dados com os bits de preenchimento.
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