UFSM-CTISM. Comunicação de Dados. Aula-07

Transcrição

1 UFSM-CTISM Comunicação de Dados Aula-7 Professor: Andrei Piccinini Legg Santa Maria, 212

2 Código de Histórico A terminologia código de linha surgiu com a telefonia, quando tornou-se necessário transmitir informação digital através de fios de cobre. Mais especificamente, dados binários através de uma linha de repetidores digitais. Entretanto, o conceito de código de linha aplica-se diretamente a qualquer linha ou canal de transmissão.

3 Código de o problema da comunicação Em um sistema de comunicação digital existe um conjunto conhecido de símbolos a serem transmitidos. Eles podem ser designados como m i, onde i = 1, 2,..., N, com uma probabilidade de ocorrer dada por p i, onde i = 1, 2,...,N. Onde a sequência de símbolos transmitidos é geralmente assumida estatisticamente independente. Exemplo de uma comunicação com i = 6 Transmitir o resultado de um lançamento de um dado.

4 Código de Ondas temporais A conversão ou codificaçao destes símbolos abstratos para reais, é realizada por formas de ondas temporais a serem transmitidas em banda base, e este é o processo chamado de codificação de linha. Como os tipos mais comuns de códigos de linha são para dados binários, porque as formas de onda podem ser facilmente convertidas em um formato serial, como exemplo: dois níveis diferentes de tensão.

5 linha binários Bipolar/Polar não retorno a zero - BNRZ Unipolar não retorno a zero - NRZ Unipolar retorno a zero - RZ Bipolar/Polar retorno a zero - BRZ Manchester

6 Código de O canal de comunicação Diferentes caracteristicas do canal, assim como diferentes aplicações e necessidades de desempenho, tem motivado o desenvolvimento de diferentes código de linha.

7 Código de Por exemplo O canal pode ter um acoplamento AC, dessa forma, pode não suportar um código de linha com componente DC. Sincronização, recuperação ou tempo de resposta podem exigir uma determinada componente a uma determinada taxa. A banda do canal, crosstalk e outras limitaçoes podem determinar o tipo de código de linha a ser utilizado. Até mesmo fatores como complexidade de codificação e economia nos decodificadores podem determinar o tipo de código de linha a ser empregado.

8 Código de Ondas temporais Cada código de linha tem suas próprias propriedades. Dependendo da aplicação, uma propriedade pode ser mais importante que as outras. A seguir, vamos descrever de forma geral as principais propriedades desejáveis quando se considera o uso de um código de linha.

9 Escolha do código de Propriedades É de senso comum para os projetistas de sistemas de comunicação que na escolha do código de linha as seguintes propriedades são consideradas: Temporização; Componente DC; Potência espectral; Monitoramento de desempenho; Probabilidade de erro; Transparência.

10 Escolha do código de Propriedades É de senso comum para os projetistas de sistemas de comunicação que na escolha do código de linha as seguintes propriedades são consideradas: Temporização; Componente DC; Potência espectral; Monitoramento de desempenho; Probabilidade de erro; Transparência.

11 Escolha do código de Propriedades É de senso comum para os projetistas de sistemas de comunicação que na escolha do código de linha as seguintes propriedades são consideradas: Temporização; Componente DC; Potência espectral; Monitoramento de desempenho; Probabilidade de erro; Transparência.

12 Escolha do código de Propriedades É de senso comum para os projetistas de sistemas de comunicação que na escolha do código de linha as seguintes propriedades são consideradas: Temporização; Componente DC; Potência espectral; Monitoramento de desempenho; Probabilidade de erro; Transparência.

13 Escolha do código de Propriedades É de senso comum para os projetistas de sistemas de comunicação que na escolha do código de linha as seguintes propriedades são consideradas: Temporização; Componente DC; Potência espectral; Monitoramento de desempenho; Probabilidade de erro; Transparência.

14 Escolha do código de Propriedades É de senso comum para os projetistas de sistemas de comunicação que na escolha do código de linha as seguintes propriedades são consideradas: Temporização; Componente DC; Potência espectral; Monitoramento de desempenho; Probabilidade de erro; Transparência.

15 Escolha do código de Temporização A forma de onda produzida por um código de linha deve conter informações de tempo, de tal forma, que o receptor consiga sincronizar com o transmissor e decodificar o sinal recebido corretamente. A temporização deve ser relativamente independente das estatísticas da fonte, ou seja, uma longa sequência de uns ou zeros não devem resultar em perda de sincronismo no receptor.

16 Escolha do código de Componente DC Uma vez que os repetidores utilizados na telefonia possuem acoplamento AC, é desejável ter zero componente DC na forma de onda produzida por um código de linha. Se um sinal com significativa componente DC é usado em canais com acoplamento AC, isto causará uma variação do sinal recebido com o tempo. Isto pode ser eliminado por circuitos restauradores de corrente contínua, por sistemas de feedback, ou projetados especialmente para determinado código de linha.

17 Escolha do código de Potência espectral O espectro de potência e largura de banda do sinal transmitido devem ser combinados a resposta de frequência do canal para evitar distorções significativas. Além disso, o espectro de potência deve ser tal que a maioria da energia esteja contida na menor largura de banda possível. Quanto menor for a largura de banda, maior será a eficiência da transmissão.

18 Escolha do código de Monitoramento de desempenho É muito desejavel detectar os erros causados por um canal de transmissão ruidoso. A capacidade de detecção de erro, por sua vez permite a monitorização do desempenho do canal enquanto ele está em uso (ou seja, sem procedimentos de teste elaborados que requerem a suspensão do uso do canal).

19 Escolha do código de Probabilidade de erro A probabilidade de erro médio deve ser tão pequena quanto possível para um dada uma potência de transmissão. Isso reflete a confiabilidade do código de linha.

20 Escolha do código de Transparência Um código de linha deve permitir todos os possíveis padrões de uns e zeros. Se um certo padrão é indesejável devido a outras considerações, ele deve ser mapeado para um único padrão alternativo.

21 Código de linha mais comuns Um formato de codificação de linha consiste em uma definição formal do código de linha. O qual especifica como uma sequência de digitos binários são convertidos para uma forma de onda no tempo.

22 Código de linha mais comuns Unipolar não retorno a zero - NRZ Unipolar não retorno a zero Neste código de linha, o bit 1 é representado por uma tensão elétrica diferente de zero e o bit é representado pela tensão elétrica zero.

23 Código de linha mais comuns Unipolar retorno a zero - RZ Unipolar retorno a zero Neste código de linha, o bit 1 é representado por uma tensão elétrica diferente de zero na primeira metade do periodo de bit e na segunda metade do período de bit a tensão retorna a zero. O bit é representado pela tensão elétrica zero.

24 Código de linha mais comuns Bipolar/Polar não retorno a zero - BNRZ Bipolar/Polar não retorno a zero Neste código de linha, o bit 1 é representado por uma tensão elétrica + (positiva) e o bit é representado pela tensão elétrica (negativa).

25 Código de linha mais comuns Bipolar/Polar retorno a zero - BRZ Bipolar/Polar retorno a zero Neste código de linha, o bit 1 é representado por uma tensão elétrica + (positiva) durante a primeira metade do periodo de bit e tensão igual a zero na segunda metade do periodo do bit. O bit é representado pela tensão elétrica (negativa) durante a primeira metade do periodo de bit e tensão igual a zero na segunda metade do periodo do bit.

26 Código de linha mais comuns Manchester Manchester Neste código de linha, o bit 1 é representado por um pulso que tem uma tensão positiva durante a primeira metade do período de bit e uma tensão negativa durante a segunda metade do período de bit. O bit é representado por um pulso que tem uma tensão negativa durante a primeira metade do período de bit e uma tensão positiva durante a segunda metade do período de bit

27 Densidade espectral de potência dos códigos de linha PSD U-NRZ = 1 2 sinc2 (f)+ 1 2 δ(f) PSD B-NRZ = sinc 2 (f) PSD U-RZ = 1 ( ) f 4 sinc2 + 1 ( k sinc k= ( ) f PSD B-RZ = sinc 2 sen 2 (πf) 2 ) PSD Manchester = sinc 2 ( f 2 ) sen 2 ( πf 2 ) δ(f k)

28 Densidade espectral de potência dos códigos de linha B-NRZ U-NRZ U-RZ B-RZ Manchester π