CAPÍTULO 4 - CÓDIGOS DE TRANSMISSÃO

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CAPÍTULO IV - CÓDIGOS DE TRANSMISSÃO
1. INTRODUÇÃO
	Em sistemas de Comunicação de dados nós, usualmente, desejamos transmitir um conjunto de caracteres representando letras, números ou símbolos especiais. A informação a ser transmitida normalmente está na forma que um humano pode entender, e nós devemos reconstituí-la, no destino, também na forma que um humano possa entender, ou que o computador possa manusear. Para que a informação seja transmitida, a mesma deve ser codificada de forma que a linha possa “manuseá-la”, o receptor por sua vez decodifica a informação, colocando-a novamente na forma em que possa ser entendida (pelo homem ou pelo computador). A utilização de códigos para transmissão de informações (dados) remonta ao início do século, com a criação do famoso código Morse. A figura 4.1 ilustra a idéia de codificação.
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Figura 4.1 - Codificação.
	Os códigos de comunicação de dados são baseados no sistema binário. O sistema binário é aquele em que os dados podem assumir dois estados (estado 0 e estado 1). Os caracteres a serem transmitidos são representados por um conjunto de n bits, onde o valor de n depende do código, sendo freqüentemente 5,6,7 ou 8. Com n bits nós podemos ter 2 elevado a n combinações. Para um código com caracteres de 5 bits são 32 combinações, para 6 são 64, para 7 são 128, e para 8 são 256. Devemos salientar entretanto, que um código com caracteres de n bits não pode, normalmente, representar 2 elevado a n símbolos diferentes de informação, pois algumas combinações são, freqüentemente, utilizadas como caracteres de controle.
2. CÓDIGO BAUDOT
	O código Baudot foi desenvolvido por um Engenheiro Postal Francês, Thomas Murray, em 1875. Este código é chamado, na versão CCITT, de Alfabeto No 2 CCITT, sendo também denominado Alfabeto Internacional No 2. O CCITT (Internal Telegraph and Telephone Consultative Committee) é um órgão internacional que define padrões para telefonia e telegrafia e, também, comunicação de dados (os padrões CCITT são atualmente denominados recomendações). Este é o código utilizado na Rede Internacional de Telex, sendo, por isso, freqüentemente chamado de código Telex. O código Baudot é, também, largamente utilizado em Redes Privadas de Telegrafia.
	O código Baudot possui caracteres com 5 bits. Com 5 bits temos somente 32 combinações possíveis, que são insuficientes para representar as 26 letras do alfabeto, os 10 dígitos e mais os caracteres de pontuação e controle. Para estender a capacidade de manusear caracteres, contornando o problema, o código Baudot utiliza caracteres de extensão, denominados caracter de mudança para letra (LTRS ou LS) e caracter de mudança para figura (FIGS ou FS).
	A figura 4.2 nos mostra a “carta” de conversão do código Baudot, na versão CCITT. Olhando para esta figura vemos que cada combinação binária pode representar dois símbolos - uma letra ou uma figura. Os caracteres de mudança (LS e FS) indicarão em que coluna estamos operando (letra ou figura). Ainda, vemos nesta figura que o caracter de mudança para letra é representado por uma seta para baixo, e o caracter de mudança para figura é representado por uma seta para cima. Esses caracteres operam de forma semelhante à tecla de CAPS LOCK dos microcomputadores.
	Quando um caracter de mudança para figura é enviado, todos os caracteres após este representarão figuras (terceira coluna da figura 4.2) até que um caracter de mudança para letra seja enviado. Esse mecanismo de mudança do significado da seqüência binária é conhecido como mecanismo de ESCAPE. Os caracteres LS e FS são denominados caracteres de escape. A utilização de caracteres de escape - ou combinações de caracteres - possibilita um grande incremento no número total de caracteres que podem ser representados. Em alguns casos o caracter de escape modifica o significado de todos os caracteres que o seguem, até que um outro caracter de escape seja enviado (como no código Baudot). Em outros casos, o caracter de escape modifica o significado apenas do caracter imediatamente a seguir (como no código militar Fieldata), permitindo que caracteres especiais sejam inseridos ao desejo do usuário.
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Figura 4.2 - Código Baudot - Versão CCITT.
	Para exemplificar a utilização dos caracteres de escape seja a mensagem.
	AV JOÃO DE CAMARGO, 510
	Com os caracteres de escape temos:
	(LS)AV JOÃO DE CAMARGO(FS), 510
3. CÓDIGO ASCII (AMERICAN STANDARD CODE FOR INFORMATION INTERCHANGE)
	O código ASCII é um código de 8 bits (caracteres de 8 bits) onde 7 bits são de informação e 1 bit é de check de paridade, largamente utilizado em transmissão de dados. Existem várias versões com diferentes nomes, mas todos se referem basicamente ao mesmo código. A versão CCITT é conhecida como Alfabeto CCITT N. 5 ou Alfabeto Internacional N. 5.
	Com sete bits de informação podemos formar 128 combinações, que é suficiente para representar todo o conjunto de caracteres alfanuméricos (maiúsculos e minúsculos) e ainda caracteres gráficos e de controle. Um método comum de representar o conjunto de caracteres é mostrado na “carta” da figura 4.3. Esta carta é formada de 8 colunas e 16 linhas. As colunas são numeradas de 0 a 7, sendo que os três bits mais significativos do caracter (b7,b6,b5) indicam a que coluna estamos nos referindo. As linhas são numeradas de 0 a 15, e são apontadas pelos 4 bits menos significativos do caracter (b4,b3,b2,b1).
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Figura 4.3 - Carta para o código ASCII - Versão CCITT.
PALAVRA�
b7�
b6�
b5�
b4�
b3�
b2�
b1�
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C�
1�
0�
0�
0�
0�
1�
1�
�
U�
1�
0�
1�
0�
1�
0�
1�
�
R�
1�
0�
1�
0�
0�
1�
0�
�
S�
1�
0�
1�
0�
0�
1�
1�
�
O�
1�
0�
0�
1�
1�
1�
1�
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	Para exemplificar a utilização da carta acima, seja representar a palavra CURSO, em ASCII:
		
	Outra forma de identificar um caracter na carta, é simplesmente indicar a coluna e a linha a que o mesmo pertence. Assim, para a palavra CURSO teríamos:
		
PALAVRA�
COLUNA / LINHA�
�
C�
4/03�
�
U�
5/05�
�
R�
5/02�
�
S�
5/03�
�
O�
4/15�
�
	
	
	Passaremos agora a examinar as mais importantes características do conjunto de caracteres do código ASCII. Se olharmos a figura 4.3, verificamos que as duas colunas da esquerda (coluna zero e coluna um) contém caracteres de controle, e as 6 colunas restantes contém caracteres de informação, que são utilizados para codificar as mensagens a serem transmitidas (com exceção do caracter DEL, na posição 7/15, que é caracter de controle).
3.1. CARACTERES DE CONTROLE
	Os caracteres de controle do código ASCII podem ser divididos em 4 classes genéricas, que são:
	- Controle de Transmissão: Usado para controlar o fluxo de dados ao longo da linha.
	- Controle de Formato: Usado para controlar o layout físico da informação na impressão ou 	display.
	- Controle de Dispositivo: Usado fundamentalmente para controlar dispositivos auxiliares.
	- Separador de Informações: Disponível para uso como elementos delimitadores de dados.		
3.1.1. CONTROLE DE TRANSMISSÃO
	Os caracteres de controle de transmissão são utilizados para duas finalidades principais: eles são utilizados para emoldurar a mensagem em uma forma que possa ser facilmente reconhecida pelo receptor, e são também utilizados para ajudar no controle do fluxo de dados na rede.
3.1.1.1. FORMATO DA MENSAGEM
	A informação contida em uma mensagem é chamada de texto. Quando as mensagens são longas, muitas vezes nós a segmentamos em blocos de texto, como mostrado na figura 4.4. Esses blocos são transmitidos um de cada vez sobre a linha de comunicação e, dependendo do sistema usado, eles podem ou não ser precedidos por algum tipo de cabeçalho. O cabeçalho da mensagem, se usado, contém endereçamentos e/ou informações administrativas relacionadas ao texto da mensagem. Por exemplo, o cabeçalho pode identificar o endereço do terminal receptor, o endereço do terminal origem, a identidade da pessoa que deve receber a mensagem, e a identidade do originadorda mensagem. As informações do cabeçalho podem ser relacionadas, também, a prioridade, data e hora de envio, identificação da linha de comunicação utilizada, informações de segurança, etc.
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Figura 4.4 - Mensagem segmentada em 4 blocos.
	Uma mensagem típica, consistindo de 4 blocos de texto, pode ser transmitida no formato mostrado na figura 4.5. Esta figura mostra o primeiro bloco de texto sendo transmitido com um cabeçalho (HEADER) que descreve as informações necessárias sobre a mensagem. Os blocos subseqüentes são transmitidos sem cabeçalho. Neste caso, o terminal receptor deve ser hábil para relacionar os blocos subseqüentes aos blocos de texto precedentes.
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Figura 4.5 - Mensagem segmentada.
	Passaremos agora a dar uma breve descrição de cada um dos caracteres de controle de transmissão do código ASCII. Nesta descrição, além de mostrarmos a “utilidade” do caracter, indicaremos sua posição na carta mostrada na figura 4.3.
TC1 �
(0/1)�
SOH�
(START OF HEADING): Caracter utilizado como primeiro caracter do cabeçalho (início de cabeçalho).�
�
TC2�
(0/2)�
STX�
(START OF TEXT): Caracter de controle que é utilizado para iniciar um texto e terminar um cabeçalho.�
�
TC3�
(0/3)�
ETX�
(END OF TEXT): Caracter que indica término de um texto�
�
TC4�
(0/4)�
EOT�
(END OF TRANSMISSION): Caracter de controle utilizado para indicar 	a conclusão da transmissão de um ou mais textos.�
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TC5�
(0/5)�
ENQ�
(ENQUIRY): Utilizado como um pedido de resposta para uma estação remota - a resposta pode incluir a identificação da estação e/ou o status da mesma.�
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TC6�
(0/6)�
ACK�
(ACKNOWLEDGE): Caracter enviado pelo receptor como uma resposta afirmativa.�
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TC7
�
(1/0)�
DLE�
(DATA LINK ESCAPE): Caracter utilizado para modificar o significado de um ou mais caracteres que estão localizados imediatamente a seguir. Pode ser utilizado para prover controles suplementares, ou 	permitir o envio de caracteres de dados possuindo qualquer combinação de bits.�
�
TC8�
(1/5)�
NAK�
(NEGATIVE ACKNOWLEDGE): Caracter enviado pelo receptor como 		uma resposta negativa.�
�
TC9
�
(1/6)�
SYN�
(SYNCHRONOUS IDLE): Caracter de controle utilizado em sistemas de	transmissão síncrona, na ausência de qualquer outro caracter 		(condição de ociosidade), para fornecer um sinal que permita a 	obtenção, ou manutenção, de sincronismo entre terminais (equipamentos).�
�
TC10�
(1/7)�
ETB�
(END OF TRANSMISSION BLOCK): Caracter que indica o fim da 		transmissão de um bloco de dados, onde os dados são divididos em blocos, para a transmissão.�
�
	O caracter SOH (START OF HEADER) é colocado antes do cabeçalho da mensagem, indicando ao receptor que a informação a seguir deve ser interpretada como cabeçalho. Similarmente, STX (START OF TEXT) é colocado no início do texto, e indica ao receptor que a informação após STX é o texto da mensagem. Note que STX é, também, utilizado para terminar o cabeçalho.
	Se admitirmos que a mensagem será segmentada, o primeiro bloco de dados terminará com ETB (END OF TRANSMISSION BLOCK). O caracter ETB indica ao receptor que o primeiro bloco está completo e, também, que outros blocos serão enviados para completar a mensagem composta de 4 blocos.
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Figura 4.6 - Transmissão de mensagem com 4 blocos.
	Olhando ainda para a figura 4.6, vemos que o segundo e terceiro blocos iniciam com STX e terminam com ETB, indicando que existe(m) outro(s) bloco(s) a ser(em) enviado(s). Já o bloco de N. 4, que é o último bloco da mensagem, se inicia com STX e termina com ETX, indicando o fim do texto.
	Em alguns sistemas um cabeçalho é colocado no início de cada bloco de mensagem; ou seja, cada bloco fica da forma:
	[SOH] (HEADER) [STX] (TEXTO) [ETB]
	Se olharmos para o código Baudot, veremos que ele não possui caracteres especiais de controle, como o código ASCII, tais como SOH e ETX. Neste caso, utilizamos determinadas strings para sinalização. Estas strings devem ser escolhidas de forma que não haja ocorrência da mesma no texto a ser transmitido. Por exemplo, é usual utilizarmos o caracter ZCZC para início de mensagem e NNNN para fim de mensagem.
3.1.2. CONTROLE DE FORMATO (FORMAT EFFECTORS)
	Temos 6 caracteres de controle de formato, designados FE0 - FE5, que estão localizados na coluna zero, linhas 8 - 13 da carta da figura 4.3. O primeiro caracter, FE0, corresponde ao caracter Back Space (BS), e causa o movimento do mecanismo de impressão, ou do cursor do display, uma posição para trás. FE1 é o caracter de tabulação horizontal (HT), que faz com que o mecanismo de impressão, ou cursor do display, avance para uma posição pré-determinada na direção horizontal. FE2 é o caracter Line Feed (LF); este caracter faz com que o mecanismo de impressão, ou cursor do display, avance para a mesma posição da próxima linha. FE3 é o caracter de tabulação vertical (VT), que faz com que o mecanismo de impressão, ou cursor do display, avance um número pré-determinado de linhas, na mesma posição. VT usualmente opera dentro da mesma página, enquanto FE4, Form Feed (FF), causa o avanço do mecanismo de impressão, ou cursor do display, para uma linha pré-determinada de um outro formulário, ou página, mantendo a mesma posição do caracter. FE5 é o caracter de Carriage Return (CR), e faz com que o mecanismo de impressão, ou cursor, retorne para a primeira posição da mesma linha.
	Em alguns terminais, existe uma função de controle que executa as funções de Line Feed e Carriage Return (CR) ao mesmo tempo. Quando isto é implementado, a função é comumente conhecida como New Line (NL) e é usualmente executada por FE2 + FE5.
3.1.3. CONTROLE DE DISPOSITIVO
	Temos 4 caracteres de controle de dispositivo, designados DC1 - DC4. Esses caracteres são geralmente utilizados para controlar funções físicas do terminal. Por exemplo, DC1 e DC2 podem ser utilizados para ligar/desligar um gravador cassete acoplado ao terminal. DC3 pode fazer com que o conteúdo da tela (ou display) seja impresso em uma impressora auxiliar. DC4 pode ser utilizado para “travar” o teclado, não permitindo a entrada de dados. A implementação dos caracteres de controle do dispositivo depende, usualmente, de cada fabricante.
3.1.4. SEPARADOR DE INFORMAÇÕES
	Os separadores de informação são em número de 4, e são designados IS1 - IS4. Esses separadores são utilizados para delimitar a informação, de forma a facilitar o manuseio dos registros pelo computador. Esses separadores são utilizados, geralmente, de forma hierárquica, onde IS1 é utilizado para delimitar uma “unidade” de informação, e é chamado de separador de unidade (US). IS2 é utilizado para delimitar um “registro” de informação, onde um registro consiste de várias unidades, sendo chamado de separador de registro (record separator - RS). IS3 é utilizado para delimitar um grupo de informações, onde um grupo é composto de vários registros, sendo por isso denominado separador de grupo (GS). Finalmente, IS4 é utilizado para delimitar um arquivo, onde um arquivo consiste de vários grupos de dados, sendo por isso conhecido como separador de arquivos (FS).
3.2. BIT DE PARIDADE
	Os bits de 1 a 7 de cada caracter ASCII contém as informações que desejamos transmitir, e o bit 8 é o bit de paridade. O objetivo do bit de paridade é possibilitar alguma capacidade de detecção de erro. O bit de paridade pode ser zero ou um, a escolha é feita de modo que o número total de bits um no caracter, incluindo o bit de paridade, seja par (para paridade par) ou ímpar (para paridade ímpar). Para exemplificar, seja o caracter da posição 3/07 da “carta” da figura 4.3 (caracter 7), cujos 7 primeiros bits são 0110111. Neste caso, o bit de paridade (bit 8) deverá ser 1 para paridade par ou 0 para paridade ímpar.
	O transmissor é responsável pela geração do bit de paridade, segundo a paridade escolhida, e o adiciona aos 7 bits do caracter, na posição do oitavo bit. O receptor, por suavez, recalcula o bit de paridade, baseado nos 7 primeiros bits e no tipo de paridade escolhida, e o compara com o bit de paridade recebido. Caso o bit calculado pelo receptor seja diferente do bit de paridade recebido, o caracter em questão é tido como errado.
	Devemos notar que a utilização de paridade permite que todos os erros que afetem um número ímpar de bits sejam detectados. Já os erros que afetam um número par de bits não podem ser detectados desta forma. A figura 4.7 ilustra uma transmissão de um caracter, com paridade ímpar, e a ocorrência de 1 e 2 bits errados na transmissão.
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Figura 4.7 - Paridade.
4. CÓDIGO BCD (BINARY - CODED DECIMAL)
	O BCD é um código de 6 bits utilizado como código interno por alguns computadores. Com 6 bits temos 64 combinações possíveis. Para transmissão de dados, o código é algumas vezes implementado como um código de sete bits, contendo 6 bits de informação e um bit de paridade.
5. CÓDIGO EBCDIC (EXTENDED BINARY CODED DECIMAL INTERCHANGE CODE)
	EBCDIC é um código com caracteres de 8 bits, desenvolvido pela IBM e usado extensivamente em equipamentos IBM (ou compatíveis). Com 8 bits temos 256 caracteres possíveis. Note que, com EBCDIC o LSB é designado como B7 e o MSB é designado como B0. Assim, com EBCDIC, o bit de mais alta ordem (B7) é transmitido primeiro e o bit de mais baixa ordem (B0) é transmitido por último.
6. CÓDIGOS TRANSPARENTES
	Como vimos, os códigos utilizados em transmissão de dados possuem caracteres de controle, que são utilizados para “gerenciar” a transmissão. Contudo, como também já citamos, algumas vezes é desejável que se possa transmitir todas as combinações possíveis de dados. Note que esses dois pressupostos são conflitantes, uma vez que o dado que possuir padrão idêntico a um dos caracteres de controle será confundido, pelo receptor, com o mesmo.
	Uma forma de resolvermos este conflito é usar um par de caracteres como caracter de controle, ao invés de um único caracter. Por exemplo, o caracter de escape DLE (Data Link Escape) do código ASCII (ou algum caracter similar em outros códigos) pode preceder qualquer caracter de controle. Note que, se desejarmos transmitir o caracter de controle DLE devemos precedê-lo por outro caracter DLE.
	Este tipo de transmissão é denominado como código transparente, ou transmissão de texto em modo transparente.
	Alguns equipamentos podem “chavear” a transmissão entre modo transparente e modo normal. Para tal, temos seqüências (pares) de caracteres que sinalizam a mudança, como por exemplo:
	- DLE STX: Inicia texto em modo transparente;
	- DLE ETB: Termina transmissão em modo transparente;
	- DLE ITB : Termina modo de texto transparente, mas continua 	transmissão em modo 	normal.
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7. BIBLIOGRAFIA
1) HOUSLEY, Trevor. Data Communications and Teleprocessing Systems. Prentice-Hall, Inc. 	New Jersey.
2) MARTIM, James. Introduction to Teleprocessing. Prentice-Hall, Inc. New Jersey, 1972.
3) TOMASI, Wayne. Advanced Electronic Communications Systems. Prentice-Hall, Inc. New 	Jersey, 1987.
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