Aula 04
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COMUNICAÇÃO DE DADOS
Aula 4:Transmissão digital e codificação de linha e de bloco
Transmissão digital e codificação de linha e de bloco
COMUNICAÇÃO DE DADOS
Transmissão digital e codificação de linha e de bloco \u2013 AULA4 - *
Conteúdo Programático desta aula
 Compreender as possíveis conversões entre dados e sinais, para transmissão digital. 
 Conhecer as características comuns às técnicas de conversão digital-digital. 
 Identificar os métodos de codificação de linha. 
 Compreender a codificação de bloco.
 Compreender o processo PCM (Pulse Code Modulation) e suas etapas para digitalização de sinais analógicos.
 Aplicar as fórmulas teóricas de Nyquist e de Shannon para cálculo da taxa de dados
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Transmissão e Conversão
Dado Digital \u2013 Sinal Digital
Dado Analógico \u2013 Sinal Digital
Dado Digital \u2013 Sinal Analógico
Dado Analógico \u2013 Sinal Analógico
Transmissão Digital
CODEC
MODEM
Telefone
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Canal Passa Baixa
 Um sinal digital possui um número finito de estados (pelo menos dois) para representar a informação. 
 Chamaremos esses estados de níveis, assim o nível lógico 1 pode ser codificado como uma voltagem positiva e o nível lógico 0 (zero) como uma voltagem zero, por exemplo.
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Níveis de sinal
 Um sinal digital pode representar dois valores: 0 e 1
 Mas este sinal pode ter mais de dois níveis. 
 Nesse caso, será possível enviar mais de um bit por sinal.
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Amplitude
Tempo
1
0
1
1
0
0
Amplitude
Tempo
0
Nível 1
1
10
Nível 2
01
11
01
00
00
00
10
Nível 1
Nível 2
Nível 3
Nível 4
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Representação de dados digitais
A representação de dados digitais por meio de sinais digitais envolve as seguintes técnicas de conversão: 
 codificação de linha (sempre necessária), 
 codificação de blocos.
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Autosincronização
 A necessidade de sincronização entre os sinais recebidos e os sinais enviados deve-se ao fato de que os intervalos de bits do receptor devem corresponder aos intervalos de bits do emissor.
 Se as cadências dos clocks forem diferentes, os dados recebidos serão diferentes daqueles enviados.
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Autosincronização
 Quando o clock do receptor está mais rápido que o do emissor os bits recebidos não coincidem com os enviados.
A possibilidade de recuperar um sinal de clock diretamente a partir do sinal recebido é chamado autosincronização.
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Codificações de linha e de bloco
Muitas vezes é necessário converter sinais analógicos em dados digitais para armazenamento ou transmissão.
Por exemplo, no sinal gerado por um microfone, muitas vezes é necessária a sua digitalização.
As codificações de linha e de bloco são utilizadas para converter dados binários em sinais digitais.
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Codificação de Linha
 Os dados digitais são uma sequência de bits (0s e 1s), a codificação de linha converte tal sequência de bits em um sinal digital.
 Num canal passa-baixa, os dados binários podem ser representados por uma sequência de pulsos que se sucedem em uma cadência fixa (sincronizada por um clock).
 Codificação de linha é a forma como o sinal elétrico irá representar a informação digital diretamente no par de fios como diferenças discretas nos níveis de tensão.  
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Codificação de linha
Os métodos básicos de codificação de linha são:
 unipolar, 
 polar, 
 bipolar.
Além desses, dois outros métodos alternativos são:
 multinível e 
 multilinha.
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Codificação Unipolar
A codificação unipolar utiliza somente um nível de tensão. Assim, mantém constante a voltagem do pulso durante o intervalo de um bit.
A desvantagem do sinal unipolar é a possibilidade de ocorrerem grandes sequências de 0s ou de 1s tornando difícil a extração do sinal do clock.
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Codificação Unipolar
Tensão com nível constante
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Codificação Polar
A codificação polar utiliza dois níveis de tensão (positivo e negativo).
Existem vários métodos dentro dessa categoria: 
 NRZ, 
 RZ, 
 bifásico (Manchester e Manchester Diferencial).
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Codificação Polar RZ
Uma ressalva para o caso da Codificação polar RZ é o fato de que as transições n o intervalo do bit podem ser usadas para sincronização. 
Assim, uma vantagem desse esquema de codificação do sinal digital é incorporar uma forma de sincronismo para o receptor.
Se o próximo bit for 0: 
não há transição
Se o próximo bit for 1 e o atual não for 0: 
o nível seguinte é 0
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Codificação Polar RZ e NRZ
Esta codificação resolve o problema de componentes DC (Direct Current) que em frequências muito baixas podem ser criadas pelo espectro de um sinal digital com nível de voltagem constante por um certo período e que podem provocar distorções do sinal e erros de saída
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Codificação Polar Bifásica Manchester e Manchester Diferencial
 Na codificação Manchester, uma inversão no meio de cada intervalo de bit é usada tanto para a sincronização quanto para a representação do bit. 
 No método 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, ou seja, inversão no início do intervalo representa que o próximo bit é 0, e falta de inversão no início do intervalo representa que o próximo bit é 1.
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Codificação Polar Bifásica Manchester e Manchester Diferencial
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Métodos de Codificação de Bloco
 Os métodos de codificação de bloco melhoram o desempenho da codificação