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McGraw-Hill
The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004
Capítulo 4
Transmissão
Digital
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4.1 Codificação de linha
Algumas características
Esquemas codificação
Outros esquemas
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Figura 4.1 Codificando linha
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Figura 4.2 Nível de Sinal versus Nível de Codificação de Dados
Amplitude
tempo
a. Dois níveis de sinal,dois níveis de dados
b.Três níveis de sinal,três níveis de dados
Amplitude
tempo
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Figura 4.3 Componente DC
Amplitude
Amplitude
tempo
tempo
a. Um sinal com componente DC
b.Um sinal sem componente DC
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Exemplo 1
 
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Exemplo 2
Um sinal possui quatro níveis de codificação de dados com 1ms de duração de pulso. Vamos determinar o número de pulsos e de bits por segundo:
 
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Figura 4.4 Auto-sincronização 
Amplitude
Enviando
Tempo
Recebendo
Tempo
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Exemplo 3
Numa transmissão digital, o relógio do receptor está 0,1% mais rápido que o relógio do transmissor. Quantos bits extras por segundo o receptor irá receber se a comunicação acontece numa taxa de 1kbps? E a 1Mbps ? 
Solução
At 1 Kbps:
1000 bits enviado 1001 bits recebido1 bit extra
At 1 Mbps: 
1,000,000 bits enviado 1,001,000 bits recebido1000 bit extra 
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Figura 4.5 Esquemas de Codificação
Linha de codificação
Unipolar
Polar
Bipolar
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A codificação unipolar utiliza somente um nível de tensão.
Nota:
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Figura 4.6 Codificação Unipolar
Amplitude
Tempo
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A codificação polar utiliza dois níveis de tensão (positivo e negativo).
Nota:
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Figura 4.7 Tipos de codificação polar
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No esquema NRZ-L o nível do sinal depende do estado do bit.
Nota:
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No NRZ-I qualquer transição entre níveis de tensão representa um bit 1.
Nota:
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Figura 4.8 Codificação NRZ-L e NRZ-I
tempo
tempo
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Figura 4.9 Codificação RZ
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Um bom esquema de codificação do sinal digital incorpora um relógio de sincronismo para o receptor .
Nota:
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Figura 4.10 Codificação Manchester 
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A codificação Manchester usa uma inversão no meio de cada intervalo de sincronização tanto para a sincronização quanto a representação do bit.
Nota:
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Figura 4.11 Codificação Manchester diferencial
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No esquema de codificação Manchester Diferencial, a transição no meio do intervalo de um bit é utilizada somente como mecanismo de sincronização. A representação do bit é definida através de uma inversão ou não no início do bit .
Nota:
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Na codificação bipolar, usamos três níveis de tensão: positivo, negativo e zero .
Nota:
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Figura 4.12 Codificação Bipolar AMI 
Manchester
Diferencial
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Figura 4.13 2B1Q
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Figura 4.14 sinal MLT-3 
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4.2 Codificação de bloco
Passos da Transformação
Alguns blocos de códigos
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Figura 4.15 Codifcando blocos
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Figura 4.16 Substituição do bloco codificado
4- blocos de bits
5- blocos de bits
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Tabela 4.1 Codificação 4B/5B
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Tabela 4.1 Codificação 4B/5B (Continuação)
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Figura 4.17 Exemplo de codificação 8B/6T
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4.3 Amostragem
Pulse Amplitude Modulation (PAM)
 Pulse Code Modulation (PCM) 
Taxa de amostragem: Teorema de Nyquist 
Quantos bits por amostra? 
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Figura 4.18 PAM
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A modulação PAM isolada possui muitas aplicações, mas não é tão útil na comunicação de dados. Entretanto, ela é o primeiro passo de outro método de conversão muito conhecido: a modulação PCM .
Nota:
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Figura 4.19 Quantização do sinal PAM
Amplitude
tempo
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Figura 4.20 Quantização usando sinal e magnitude
Sinal do bit
- é 1 + é 0
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Figura 4.21 PCM
Direção de transferência
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Figura 4.22 De sinal analógico para código digital PCM
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De acordo com o teorema de Nyquist, a taxa de amostragem deve no mínimo duas vezes a mais alta freqüência do sinal original .
Nota:
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Figura 4.23 Teorema de Nyquist 
tempo
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Exemplo 4
Qual é a taxa de amostragem de sinal cuja largura de banda vale 10kHz (1kHz a 11kHz)?
Solução
A taxa de amostragem deve ser, no mínimo, duas vezes a mais alta freqüência no sinal. Logo,
 
 
Taxa de amostragem = 2  (11.000) = 22.000 amostras/segundo
 
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Exemplo 5
Um sinal é amostrado. Cada amostra requer no mínimo 12 níveis de precisão (+0 a +5 e 0 a 5). Quantos bits serão necessários enviar em cada amostra?
Solução
Serão necessários 4 bits: 1 bit para representar o sinal e 3 bits para representar o valor (intensidade). Sabemos que 3 bits podem representar 23 = 8 níveis (000 a 111), o que é mais do que necessitamos. A representação em 2 bits para os valores é descartada porque 22 = 4, isso não é suficiente.
Por fim, a representação em 4 bits para os valores é grande demais 24 = 16. 
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Exemplo 6
Desejamos digitalizar a voz humana. Qual é o número de bits por segundo, assumindo 8 bits por amostra? 
Solução
A voz humana normalmente tem freqüências compreendidas entre 0 e 4.000Hz. Desse modo, a taxa de amostragem é:
 
Taxa de amostragem = 4000  2 = 8000 amostras/segundo
Daí,
 Número de bits por segundo = Taxa de amostragem  número de bits por amostra
 
Número de bits por segundo = 8000  8 = 64.000 bps = 64kbps
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Note que é sempre possível deslocar a banda de freqüência de um sinal, centrada numa certa freqüênciacaracterística, antes de amostrá-lo e sem que o deslocamento modifique da banda do sinal. Nesse caso, a taxa de amostragem é duas vezes a largura de banda. 
Nota:
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4.4 Modos de Transmissão
Transmissão Paralela
Transmissão Serial
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Figura 4.24 Transmissão de Dados
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Figura 4.25 Transmissão Paralela 
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Figura 4.26 Transmissão Serial
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No modo de transmissão assíncrono, o processo inicia-se com 1 start bit em nível 0. Em seguida, vem um caractere, geralmente em 7 ou 8 bits, e finaliza com um 1 ou mais stop bits em nível 1. Pode ocorrer um período de repouso (marca) entre os caracteres transmitidos no link .
Nota:
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Assíncrono significa “assíncrono no nível do caracter”, mas no nível de cada bit há sincronismo. O intervalo de sinalização de cada bit é o mesmo .
Nota:
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Figura 4.27 Transmissão Assíncrona
Enviar
Receber
Direção do fluxo
Stop bit
Start bit
Dados
Gaps entre as 
unidades de dados
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No modo de transmissão síncrono, enviamos um bit após o outro sem start/stop bits ou intervalos de repouso. O receptor é responsável pelo agrupamento e pela interpretação dos bits recebidos .
Nota:
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Figura 4.28 Tranmissão síncrona