Aula 05

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COMUNICAÇÃO DE DADOS
Aula 5 Modos de transmissão e multiplexação
Modos de transmissão e multiplexação
COMUNICAÇÃO DE DADOS
Modos de transmissão e multiplexação – AULA 5 - *
Conteúdo Programático desta aula
Diferenciar transmissão paralela de serial.
Compreender os esquemas de transmissão síncrona e assíncrona. 
 Especificar os detalhes técnicos de uma interface serial assíncrona para pequenas distâncias. 
Reconhecer a necessidade de multiplexação de sinais na comunicação de dados. 
Diferenciar as técnicas de multiplexação por divisão de frequência, por divisão de comprimento de onda e por divisão de tempo. 
Caracterizar o processo de espalhamento da largura de banda.
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Transmissão de Dados
Transmissão de Dados
Paralela
Serial
Síncrona
Assíncrona
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Transmissão Paralela
Na transmissão paralela ocorrerá  a transferência simultânea de todos os bits que compõem um byte. Neste caso, será necessário o envio de dados em blocos, n bits por vez. Em geral se usa n fios para enviar n bits por vez. 
Os n fios são agrupados em um cabo, com um conector em cada ponta. A vantagem da transmissão paralela é a velocidade. Entretanto, ela é limitada a distâncias curtas, pois como necessita de várias linhas (fios) seu custo acaba sendo relativamente mais alto. 
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Transmissão Serial
Na transmissão serial, um bit segue o outro. Por isso, é suficiente um canal de comunicação em vez de n canais. 
É necessária a conversão paralela-serial entre o transmissor e a linha de comunicação (dentro dos dispositivos a transmissão de dados é paralela), e novamente serial-paralela entre a linha e o receptor. 
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Principais formas de transmissão serial
As Transmissões Seriais podem ser:
 Síncrona e
 Assincrona
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Transmissão Assíncrona
 Na transmissão assíncrona, o transmissor e receptor não se coordenam antes da transmissão de um dado caractere. 
 O sincronismo é mantido apenas dentro de cada caractere. 
 Isso é feito inserindo em cada caractere a ser transmitido um elemento de sinalização para indicar o início do caractere (start) e um outro (ou outros) para indicar o término do caractere (stop). 
 O start (bit de partida) corresponde a uma interrupção do sinal na linha e o stop (bit, ou bits de parada), à condição de repouso, isto é, à existência do sinal na linha.
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Transmissão Assíncrona
 Os equipamentos assíncronos têm, normalmente, um custo bem menor que os equipamentos síncronos, por serem de fabricação mais simples. 
 A grande desvantagem da transmissão assíncrona é a má utilização do canal, já que os caracteres são transmitidos irregularmente espaçados no tempo, além do overhead (bits de controle adicionais à informação).
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Transmissão Síncrona
 A transmissão síncrona é caracterizada pela possibilidade de transmitir um bloco inteiro, sem um intervalo entre ele o próximo. 
 Sem os intervalos e os bits de parada e de início, não existe nenhum mecanismo para auxiliar o receptor a ajustar seu fluxo de sincronização de bits. 
 Portanto, a precisão das informações recebidas é completamente dependente da habilidade do dispositivo receptor em manter uma contagem precisa dos bits à medida que eles chegam.
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Transmissão Síncrona
 Um outro nível de sincronismo é requerido em transmissão serial. O sincronismo para permitir que o receptor determine o início e o fim de um bloco de dados.
Cada bloco de dados inicia com um padrão de bits de preâmbulo (header) e termina com um padrão de bits de cauda (tail). 
Estes bits são parte de um quadro (frame).
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Padrões de Portas Paralelas - Unidirecional
 A porta paralela SPP (Standard Parallel Port) pode chegar a uma taxa de transmissão de dados a 150KB/s. Comunica-se com a CPU utilizando um BUS de dados de 8 bits.
 Para a transmissão de dados entre periféricos são usado 4 bits por vez.
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Padrões de Portas Paralelas - Bidirecional
 A porta avançada EPP ( Enhanced Parallel Port ) chega a atingir uma taxa de transferência de 2 MB/s. Para atingir essa velocidade, será necessário um cabo especial.
 Comunica-se com a CPU utilizando um BUS de dados de 32 bits. Para a transmissão de dados entre periféricos são usado 8 bits por vez.
 A porta avançada ECP (Enhanced Capabilities Port) tem as mesmas características que a EPP, porém, utiliza DMA (acesso direto à memória), sem a necessidade do uso do processador, para a transferência de dados. Utiliza também um buffer FIFO de 16 bytes.
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Padrões de Portas Paralelas – Conector DB25
 O DB25 é um conector que fica na parte de trás do gabinete do computador, e é através deste, que o cabo paralelo se conecta ao computador para poder enviar e receber dados.
 No DB25, um pino está em nível lógico 0 quando a tensão elétrica no mesmo está entre 0 à 0,4v. Um pino se encontra em nível lógico 1 quando a tensão elétrica no mesmo está acima de 3.1 e até 5v.
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Padrões de Portas Paralelas – Conector Centronics 36 pinos
 O conector macho Centronics 36 pinos faz parte do cabo da impressora, é através deste cabo que a impressora é conectada ao computador
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Padrões de enlace serial
Os pares de enlaces em uma transmissão serial são denominados: 
 Data Communication Equipament – DCE e o 
 Data Terminal Equipament- DTE
No RS-232 é possível obter transmissão full duplex, com fios para dados. Também cabos de controle são necessários. Os conectores físicos usados com RS-232 possuem até 25 pinos, o que dependerá do tipo de DCE e de DTE.
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Multiplexação
 Podemos compartilhar um meio de comunicação se este meio possuir largura de banda acima da necessária para transmissão por um determinado dispositivo. Desta forma, dois ou mais sinais que usam frequências de portadores diferentes podem ser transmitidos sobre um único meio, simultaneamente.
 Denominamos multiplexação as técnicas que permitem transmissão de múltiplos sinais através de um meio. Na prática cada transmissor e receptor necessita de um multiplexadore demultiplexador para comunicação bidirecional.
 O hardware deve suportar uma ampla faixa de frequência, por isso, a necessidade de elevada largura de banda no meio. Isto é viabilizado, porque a tecnologia atual disponibiliza meios físicos (fibra óptica, links de microondas) com ampla largura de banda.
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Multiplexação
 Em um sistema multiplexado, n linhas de entrada, compartilham a largura de banda do enlace (caminho físico – um enlace pode ter vários canais). 
 Estas linhas direcionam seu fluxo para um multiplexador (MUX), que os combina em um fluxo agregado (vários-para-um). No lado receptor, um demultiplexador (DEMUX) separa o fluxo agregado em suas componentes originais (uma-para-várias).
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Principais Técnicas de Multiplexação
 multiplexação por divisão de frequência, 
 multiplexação por divisão de comprimento de onda e 
 multiplexação por divisão de tempo.
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FDM
 Multiplexação por divisão de frequência (Frequency Division Miltiplexing – FDM) é o termo técnico aplicado a um sistema de comunicação que utiliza frequências múltiplas de portadoras para que sinais independentes viagem pelo mesmo meio.
 É uma técnica de multiplexação analógica que combina sinais analógicos.
 Na demultiplexação o sinal composto passa por filtros para retornar o sinal ao formato modulado original. 
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Exemplo de FDM
ADSL
 A tecnologia ADSL basicamente divide a linha telefônica em três canais virtuais divididos em frequência, sendo:
 um para voz, 
 um para download e 
 um para upload. 
 Teoricamente, o download pode ter de 256 Kb/s até 6.1 Mb/s. 
 O Upload essas taxas variam de 16 Kb/s até 640 Kb/s, mas depende da distância e da qualidade dos canais.
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Intervalo de Frequências FDM
Para uso da FDM, os transmissores e receptores são configurados para transmitir e aceitar uma portadora de uma dada frequência. 
Múltiplas portadoras podem passar sobre o mesmo fio, ao mesmo tempo, sem interferências. 
Deve haver uma devida separação (banda de proteção), ou seja, um intervalo, para evitar interferências
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WDM
 A multiplexação por divisão de comprimento de onda (Wave Division Miltiplexing – WDM) foi desenvolvida para transmissão de dados nas fibras ópticas. 
 WDM é a FDM óptica, ou seja, é o conceito de multiplexação por divisão de frequência aplicado aos sistemas ópticos de transmissão.
 A WDM opera enviando múltiplas ondas de luz através de uma única fibra óptica. 
 No receptor, um prisma óptico é usado para separar as frequências. A combinação e a divisão de fontes luminosas são facilmente tratadas por um prisma.
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TDM
Na multiplexação por divisão do tempo (Time Division Miltiplexing - TDM), em vez de compartilhar parte da largura de banda, como acontece no FDM, o tempo é que é compartilhado.
 
Trata-se de um processo digital que permite que várias conexões compartilhem um enlace de maior largura de banda.
É uma técnica de multiplexação digital, mas fontes analógicas podem ser utilizadas.
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Espalhamento espectral
Como a multiplexação, o espalhamento espectral combina sinais de diferentes fontes, em uma largura de banda de maior capacidade.
Entretanto, o espalhamento espectral é utilizado em transmissões sem fio. 
As características típicas deste ambiente, minimizam a importância da otimização de largura de banda, em função da necessidade de evitar interceptação na comunicação de dados e interferências. Para isso, a técnica de espalhamento espectral adiciona redundância.
O processo de espalhamento usa um código de espalhamento, deste modo, a largura de banda após o espalhamento (Bss) é maior que a largura de banda original (B).
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Espalhamento espectral
O espalhamento espectral é utilizado em transmissões sem fio. 
As características típicas deste ambiente, minimizam a importância da otimização de largura de banda, em função da necessidade de evitar interceptação na comunicação de dados e interferências. 
Para isso, a técnica de espalhamento espectral adiciona redundância.
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Técnicas de espalhamento da largura de banda
Existem duas técnicas para o espalhamento da largura de banda: 
 espalhamento espectral por saltos de frequência (Frequency Hopping Spread Spectrum - FHSS) e 
 espalhamento espectral de sequência direta (Direct Sequence Spread Spectrum - DSSS).
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Resumo da Aula
Nesta aula, você:
 Identificou as formas de transmissão paralela e serial, bem como diferenciou a transmissão serial síncrona da assíncrona.
 Estudou detalhes técnicos da interface serial assíncrona RS-232.
Conheceu a necessidade de multiplexação de sinais na comunicação de dados.
 Diferenciou as técnicas de multiplexação por divisão de frequência, por divisão de comprimento de onda e por divisão de tempo.
 Caracterizou o processo de espalhamento da largura de banda.  
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