Interligação de Terminais com Modem

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1 Interligação de Terminais com Modem Versão 2014 RESUMO O objetivo desta experiência é a familiarização com um elemento básico em equipamentos de transmissão de dados: o MODEM (MOdulador - DEModulador). Nesta experiência será analisado o funcionamento do circuito integrado Am7910, uma pastilha fabricada pela AMD (Advanced Micro Devices). Como complemento desta experiência, terminais de duas bancadas serão interligados para transmissão de dados entre si. OBJETIVOS Após a conclusão desta experiência, os seguintes tópicos devem ser conhecidos pelos alunos: Protocolo de comunicação serial (RS-232C); Modulação de sinais; Modem. 1. INTRODUÇÃO TEÓRICA São apresentados, nos itens seguintes, os aspectos importantes relacionados a sistemas de comunicação de dados, necessários à compreensão das aplicações do MODEM. Depois de uma breve introdução de conceitos básicos, apresenta-se mais aprofundadamente os MODEMs. Então, apresentam-se as formas de transmissão assíncrona e síncrona, as técnicas de modulação. Ao final, é mostrado um protocolo de comunicação serial Conceitos Básicos Vários conceitos são apresentados aqui, referentes a aspectos da comunicação de dados e a transmissão de sinais via modem. TRANSMISSÃO DE DADOS: esse termo refere-se à transmissão eletrônica, entre dois pontos distintos, de informações codificadas. Dentre as aplicações mais comuns onde se utiliza a transmissão de dados, destacam-se: sistemas conversacionais de tempo partilhado, sistemas de aquisição de dados, sistemas de controle de processos, etc. BANDA DE UM CANAL: é um parâmetro importante para caracterizar um canal de transmissão, ela define a faixa de freqüências que pode ser utilizada em cada canal de comunicação. Geralmente, quanto mais larga a banda de um canal, maior é a velocidade permitida para a transmissão. Essa velocidade usualmente é medida em baud, taxa de transmissão de símbolos. Em casos particulares, tem-se que 1 baud = 1 bit/seg; em outros casos, um símbolo pode representar um número maior de bits (seção 1.4). As velocidades de transmissão de dados dependem da particular aplicação e podem variar entre dezenas de bits/segundo até milhões de bits/segundo. TRANSMISSÃO DIGITAL: a transmissão digital pode ser usada para sinais digitais ou sinais de voz analógicos codificados. Em ambos os casos, a informação é enviada pelos canais de comunicação como uma cadeia de pulsos. Quando o ruído e a distorção ameaçarem destruir a integridade da cadeia de pulsos, estes são detectados e regenerados. Se o processo de regeneração for repetido adequadamente, o sinal recebido será, então, uma réplica exata do transmitido. Os pulsos transmitidos num canal de comunicação são distorcidos, basicamente, por capacitâncias e indutâncias da linha. Esse fenômeno é tanto mais acentuado quanto mais longa a linha ou maior a taxa de transmissão, o que torna mais difícil a interpretação. Interligação de Terminais com Modem (2014) 1

2 ELEMENTOS DE UM SISTEMA DE TRANSMISSÃO DE DADOS: normalmente, um sistema de transmissão de dados é constituído por uma fonte de dados a serem transmitidos, um transmissor, um canal de transmissão, um receptor e um elemento destinatário dos dados. Muitas vezes o dispositivo utilizado para compatibilizar os dados binários com o canal de transmissão é o MODEM, que transforma o sinal digital em sinal analógico (senoidal) e vice-versa. Estes elementos estão indicados na figura 1.1. ENLACE ou CANAL DE COMUNICAÇÃO (ou TRANSMISSÃO): é o caminho para a transmissão de sinais entre dois ou mais pontos. Um canal de comunicação pode ser constituído por fios, fibras ópticas, cabo coaxial ou uma parte específica do espectro de rádio-frequências. O objetivo do canal é transportar informações de um ponto a outro. Todos os canais de transmissão apresentam limitações quanto à sua capacidade de manipular as informações. Essas limitações dependem das suas características físicas e elétricas. Outro dado importante dos meios de comunicação é a sua velocidade de propagação, pois limita os atrasos mínimos na comunicação. Por exemplo, a velocidade de propagação na fibra óptica é de 0,66c, no par trançado é de 0,585c, no cabo coaxial (Thick Ethernet) é de 0,77c (onde c=3x10 8 m/s, representa a velocidade da luz no vácuo). MODEM MODEM CANAL DE TRANSMISSÃO COMPUTADOR (TRANSMISSOR COM INTERFACE SERIAL) COMPUTADOR (RECEPTOR COM INTERFACE SERIAL) Figura 1.1 Elementos de um Sistema de Transmissão de Dados. TIPOS DE CANAIS: as definições apresentadas seguem o padrão do CCITT, um orgão internacional de padrões em comunicações. Há três tipos de canais, conforme mostrado na figura 1.2, ou seja: Simplex, Half Duplex e Full Duplex. SIMPLEX: é o canal através do qual só pode haver transmissão de A para B, em uma única direção. HALF DUPLEX: é o canal através do qual é possível transmissão não simultânea, em ambos os sentidos (de A para B ou de B para A). É necessário haver alternância (chaveamento) da linha quando o sentido de transmissão muda, pois se utilizam circuitos de dois fios, ocupando a mesma banda de freqüências tanto para transmissão como para recepção. FULL DUPLEX: é o canal através do qual é possível a transmissão simultânea nos dois sentidos. Os circuitos podem ser a quatro fios ou a dois fios. Os circuitos a dois fios podem suportar comunicações full duplex se o espectro de frequência for dividido para os canais de transmissão e de recepção. É possível transmitir pulsos em pequenas distâncias usando apenas cabos ou pares de fios e, em alguns casos, é necessária a colocação de line receivers junto ao receptor. Para distâncias maiores torna-se necessário utilizar os recursos de transmissão providos pelas empresas concessionárias de serviços de comunicação (por exemplo: linhas telefônicas comutadas, linhas privadas). Esses recursos são, na sua maioria, para transmissão analógica (voz). Assim sendo, é necessária a transmissão dos sinais digitais de forma analógica. Isso é obtido através do uso do MODEM. Interligação de Terminais com Modem (2014) 2

3 Figura 1.2 Tipos de Canais de Comunicação MODEMs O MODEM (MOdulador-DEModulador) é um dispositivo que converte sinais digitais provenientes de um computador ou terminal em um sinal de portadora modulada, compatível com o requerido pelos canais de transmissão de sinais analógicos. A configuração típica de um sistema de transmissão de sinais digitais requer a existência de um MODEM em cada extremidade do canal, conforme mostrado na Figura 1.3. Figura 1.3 Transmissão utilizando modem. Os MODEMs são projetados para aplicações e velocidades específicas. Na figura 1.4 é mostrado o diagrama em blocos de um MODEM. Funcionalmente ele está dividido em duas partes: o modulador e o demodulador. O modulador aceita sinais digitais e converte os pulsos de tensão em sinais de áudio, analógicos, que são enviados pelo enlace de transmissão. Na outra extremidade do enlace o demodulador de um segundo MODEM reconverte esse sinal analógico à sua forma original. Na maioria dos MODEMs o sinal de entrada é serial e a saída do demodulador é binária e também serial. Figura 1.4 Diagrama de blocos de um modem. Interligação de Terminais com Modem (2014) 3

4 1.3. Transmissões Assíncrona e Síncrona As duas formas de transmissão serial são baseadas na existência ou não de um circuito de relógio (clock). Temos então a transmissão assíncrona e a transmissão síncrona. TRANSMISSÃO ASSÍNCRONA: dados geralmente são gerados em terminais de baixa velocidade. Em sistemas assíncronos, os sinais são idênticos aos fornecidos e recebidos por terminais tipo TTY, isto é, em repouso sempre há um sinal correspondente ao nível lógico UM na linha. Além disso, todo caracter é envolvido por um bit de Start e um ou dois bits de Stop. A quantidade de bits de informação não necessariamente é sempre a mesma. Por exemplo, no código BAUDOT são cinco, no código ASCII são sete mais um de paridade e no EBCDIC são oito bits de informação. O transmissor e o receptor têm que ter mesma configuração (velocidade, bits de dados, paridade e número de Stop bits) para possibilitar que o dado seja reconhecido corretamente após a identificação do bit de Start. Na figura 1.5 é mostrado o protocolo assíncrono. REPOUSO START BIT DADOS PARIDADE 2 STOP BIT REPOUSO CARACTERE Figura 1.5 Protocolo Assíncrono. TRANSMISSÃO SÍNCRONA: na transmissão síncrona, o sincronismo entre transmissor e receptor é conseguido através de um sinal de "clock" que é gerado internamente no MODEM, ou obtido dos caracteres recebidos. Na figura 1.6 é mostrado um tipo de protocolo síncrono (síncrono à byte). A transmissão é iniciada por um caractere de sincronismo (SINC). Os caracteres que seguem ao de sincronismo correspondem aos dados. O sinal de clock interno ao MODEM é gerado a partir do próprio sinal recebido, através de uma malha de phase-lock. Cada mensagem geralmente é composta por um caracter de SINC, por 100 a caracteres de informação e controle e um caracter de FIM, além de um ou dois caracteres para verificação de erros. Entre mensagens, na situação de repouso, é transmitido o caracter SINC ou o sinal correspondente ao nível lógico UM. Figura 1.6 Protocolo Síncrono. O protocolo assíncrono é normalmente usado quando a taxa de transmissão é baixa ou quando é utilizada transmissão numa comunicação homem-máquina, enquanto que os protocolos síncronos são utilizados quando altas velocidades de transmissão são exigidas como, por exemplo, em comunicação máquinamáquina. Interligação de Terminais com Modem (2014) 4

5 1.4. Técnicas de Modulação Os MODEMs sempre modulam os dados antes de enviá-los através de linhas telefônicas. Dependendo do tipo de modulação adotada é possível enviar dados em velocidades diferentes, isto é, a técnica de modulação empregada influencia diretamente na velocidade máxima e na taxa de erros. Os três tipos principais de modulação utilizados são FSK, AM e PSK. Na Figura 1.7 esquematiza-se o princípio usado em cada tipo de modulação. AM - Modulação de Amplitude: nesta técnica, a amplitude da portadora assume dois valores distintos, um para a transmissão do UM e outro do ZERO. FSK - Frequency Shift Keying: neste sistema de modulação, a freqüência da portadora f A é modulada de forma a produzir f A + f e f A f, correspondendo, respectivamente ao UM e ao ZERO. Como são utilizadas linhas telefônicas para a transmissão (faixa de 300 a 3300 Hz), geralmente a portadora f A é de 1700 Hz e f = 500 Hz. PSK - Phase Shift Keying: nesta técnica o sinal sofre inversões de fase, para assinalar se está sendo transmitido UM ou ZERO. Este tipo de modulação é utilizado em MODEMs de média velocidade (entre 1200 bps e 4800 bps). Os bits transmitidos seqüencialmente podem ser agrupados em pares ou triplas. Quando agrupado em pares (código dibit), quatro fases são utilizadas (0, 90, 180, 270) na portadora e a modulação recebe a denominação de modulação 4 PSK ou QPSK. Quando agrupado em triplas (código tribit), oito fases são utilizadas (0, 45, 90, 135, 180, 225, 270 e 315) na portadora e a modulação recebe a denominação de modulação 8 PSK. Figura 1.7 Tipos de Modulação. Outro tipo de modulação é o QAM ("Quadrature Amplitude Modulation"), utilizado em MODEMs de alta velocidade. O QAM codifica múltiplos bits, tipicamente 4 bits sequenciais, e a portadora é alterada em fase e amplitude segundo o agrupamento de bits Protocolo de Comunicação Quando fazemos uma ligação telefônica para outra pessoa, seguimos certo protocolo: tiramos o telefone do gancho, esperamos o tom de discagem, discamos um número, recebemos o tom de que o telefone está tocando, aguardamos a outra pessoa atender, conversamos e desfazemos a ligação. Para que dois MODEMs se comuniquem, eles também seguem um certo protocolo. Para a pastilha Am7910, os sinais envolvidos neste protocolo são os mesmos de uma interface RS232-C e estão descritos um por um no Capítulo 3, item 3.4 a partir da página 3-5 do manual. A tabela I abaixo mostra os principais sinais usados no protocolo. Vamos descrever a comunicação de dados entre dois MODEMs A e B. Os sinais do MODEM A serão chamados de DTR-A, CTS-A e assim por diante, o mesmo valendo para o MODEM B. Toda esta descrição envolve o caso específico da pastilha Am7910. Interligação de Terminais com Modem (2014) 5

6 FASE DE CONEXÃO: a) No início, os sinais DTR-A e DTR-B estão desativados. b) O usuário do MODEM A chama o usuário do MODEM B, pois a discagem não é automática. Isto significa que o telefone A está fora do gancho e o telefone B está no gancho. c) O usuário do MODEM B, ao escutar a campainha tocando, deve avisar ao seu MODEM que ele está pronto para comunicar e para isso o sinal DTR-B (Data Terminal Ready) é ativado. Este sinal é exclusivo para o MODEM, não causando variação na linha telefônica. d) A interface serial conectada ao MODEM B (ver figura 1.1) ativa o sinal ring. Um tom de resposta de pouca duração ("beep") é enviado ao MODEM A. Isto corresponde aproximadamente a uma pessoa receber uma ligação e responder "Alô!". Você observará no decorrer da experiência que não se pode enviar dois beeps ao atender o telefone (o sinal de RING-B pode ser ativado somente uma vez). e) O usuário do MODEM A, que até este momento não havia ativado o seu MODEM, percebe que o MODEM B está pronto para receber ao escutar o "beep". O usuário A (ou o computador ligado ao MODEM A) ativa o sinal DTR-A avisando ao MODEM A de que está pronto para a comunicação. FASE DE TRANSMISSÃO: Dados serão transmitidos de A para B. a) Transmissão de A f) Para transmitir, a interface serial A faz um pedido para enviar, ativando o sinal RTS-A (Request To Send). Isto causa o sinal de Mark ou Space na linha telefônica dependendo do TD-A (Transmission Data). g) O MODEM A, após esperar um tempo (espera-se que este tempo seja suficiente que para o MODEM B possa receber os dados e é determinado pela própria pastilha, localmente), avisa a interface A que ela pode enviar dados através do sinal CTS-A (Clear To Send). h) A interface serial A transmite dados através do sinal TD-A. b) Recepção por B i) O MODEM B, escutando que existem dados na linha, informa a sua interface serial que dados estão sendo recebidos (pois uma portadora foi detectada) através do sinal CD-B (Carrier Detected). j) A interface B recebe os sinais transmitidos pelo sinal RD-B (Received Data). FINALIZAÇÃO: k) Após a transmissão dos dados, o sinal de RTS-A (Request To Send) é desativado e os dois MODEMs continuam ligados, mas sem comunicação. Tabela I Sinais usados na comunicação serial. Sinal Significado Descrição DTR RTS CTS TD Data Terminal Ready Request to Send Clear to Send Transmit Data Informa o modem que o computador está ligado e funcionando. Informa o modem que o computador deseja enviar informações pela linha serial. Informa o computador que o modem está apto a transmitir dados pela linha serial ou telefônica. Indica o caminho através do qual os dados seriais serão enviados pelo modem. TC Transmit Clock Caminho pelo qual o modem é conectado a linha serial. RC CD Receive Clock Carrier Detect Caminho pelo qual os sinais da linha serial são recebidos pelo modem. Indica que uma comunicação foi estabelecida com outro modem e um sinal de portadora foi detectado na linha serial. RD Receive Data Indica o dado recebido pelo modem Interligação de Terminais com Modem (2014) 6

7 1.6. Half-Duplex e Full-Duplex Apresentamos aqui as duas formas de comunicação bi-direcional no Am7910: half-duplex e full-duplex. Comunicação Half-Duplex No modo Half-Duplex, nesta pastilha em particular, também há dois canais. A princípio, isto parece contraditório com a teoria exposta acima. A diferença é que em um sentido a transmissão é muito mais rápida (1200 bps) do que no sentido inverso (75 bps). O sentido com maior velocidade é chamado de canal principal e o de menor velocidade, canal de retorno (ou back-channel). Vamos introduzir o conceito de back-channel fazendo uma analogia com uma conversa entre duas pessoas. Duas pessoas geralmente conversam no modo half-duplex, ou seja, as duas pessoas não falam ao mesmo tempo. No entanto, quando o ouvinte quer interromper a outra pessoa, ele diz frases curtas como: "Espere em pouco!". O back-channel é o canal que dá possibilidade do MODEM ouvinte enviar mensagens enquanto recebe dados. Os sinais envolvidos na comunicação pelo back-channel são os seguintes: BRTS, BCTS, BCD, BTD e BRD. Estes sinais funcionam de forma análoga aos sinais RTS, CTS, CD, TD E RD se o MODEM estiver configurado para utilizar a norma CCITT V.23 (ver tabela 3.3a, página 3-9 do manual). Comunicação Full-Duplex Neste modo, a pastilha pode transmitir e receber a 300 bps. Em uma comunicação "full-duplex" há a possibilidade de dois MODEMs enviarem dados ao mesmo tempo. Isto é possível através de duas faixas de freqüências (canais) diferentes, como mostra a Figura 2.14, página 2-6 do manual. Desta forma, enquanto um MODEM envia dados por um canal, o outro deve receber os dados pelo mesmo canal e vice-versa. Desta forma, os dois MODEMs devem operar em dois modos diferentes: o modo full duplex originate e o modo full duplex answer especificados na tabela 3.2a da página 3-6 do manual Modo Loop-Back Em uma comunicação full-duplex há a possibilidade de dois MODEMs enviarem dados ao mesmo tempo. Isto é possível através de duas faixas de frequências (canais) diferentes. Contudo antes da conexão destes modems entre si, é necessário realizar um diagnóstico para verificação do funcionamento do modem. Isto pode ser realizado com o modo de funcionamento loop-back. O modem AM7910 tem dez modos de funcionamento loop-back que podem ser usados para os testes. Consulte o manual do circuito integrado. Quando um modo loop-back é selecionado, os circuitos de processamento de sinais (filtros, etc) tanto do transmissor como do receptor são ajustados para processar o mesmo canal ou banda de frequências. Esta configuração permite que a saída analógica TC e a saída analógica RC sejam conectadas para formar um loop analógico. Outra alternativa é conectar os sinais digitais TD e RD (ou BTD e BRD) para permitir o teste de um modem remoto em um loop digital [AMD, 1988] Interligação de Terminais Na maioria dos terminais de vídeo existem, além dos sinais de terra, de transmissão e de recepção de dados, outros sinais de controle que implementam algum protocolo de comunicação, visando facilitar e padronizar a interligação de equipamentos. No caso dos terminais de vídeo existentes no laboratório, estes sinais seguem as normas EIA-RS-232C. Na interligação de terminais remotos via MODEMs, estes sinais são utilizados para controlar a comunicação entre cada par terminal de vídeo/modem. Contudo, estes sinais, seguindo a referida norma, não apresentam níveis elétricos compatíveis com os requeridos pelo MODEM (níveis TTL). Desta maneira, é necessário o uso de conversores de sinais na interligação terminal/modem (figura 1.8). Interligação de Terminais com Modem (2014) 7

8 Figura 1.8 Interligação entre dois terminais de dados através de modems. Na montagem a ser realizada no Laboratório Digital, não usaremos o protocolo de comunicação serial para a comunicação entre terminal serial e modem. Assim, interconectaremos apenas os sinais de dados TX e RX do terminal serial com os sinais TD e RD do modem, através de circuitos de conversão de níveis de tensão Conversão de Níveis de Tensão Como os padrões de nível de tensão para circuitos digitais (TTL ou CMOS) e para o RS-232C são diferentes, é necessário o uso de circuitos especializados para conversão de níveis de tensão. Por exemplo, o bit 1, que em um circuito digital tem um nível de tensão típico da ordem de +5V, deve ser convertido para um sinal MARK que tem tipicamente um nível de tensão de -12V. Da mesma forma, o bit 0 (tensão de 0V) deve ser convertido para o sinal SPACE (tensão +12V). Vários componentes estão disponíveis no mercado para realizar a conversão de níveis de tensão. Por exemplo, temos o par 1488/1489 e o MAX232. O componente 1488 é responsável pela conversão de níveis de tensão TTL para RS-232 e o 1489, de RS-232 para TTL. A figura 1.9 apresenta as pinagens destes componentes Controle Figura 1.9 Pinagens e esquemas lógicos dos conversores de tensão 1488 e Convém observar que o conversor 1488 tem como pinos de alimentação: VCC+, VCC- e GND (tipicamente, +12V, -12V e 0V, respectivamente). Já o conversor 1489 tem os pinos comuns de alimentação: VCC (tipicamente +5V) e GND (0V). Interligação de Terminais com Modem (2014) 8

9 2. PARTE EXPERIMENTAL Na parte experimental será analisado o funcionamento do circuito integrado Am7910. Para isso será utilizado, além do painel de montagens experimentais, uma placa que contém este circuito integrado e outros componentes necessários para o seu funcionamento. Antes de iniciar as montagens, é importante que todos os alunos da equipe tenham lido a especificação do MODEM Am Atividades Pré-Laboratório a) Leitura do manual do modem Am7910. Consulte o manual do modem e estude o funcionamento dos modos de comunicação full-duplex e loop-back. Em seguida responda as perguntas: 1. Os canais de transmissão e recepção podem ser usados simultaneamente no modo full-duplex? 2. Qual a finalidade dos modos de operação loop-back dos modens? 3. Como poderia ser verificado um erro nos testes de loop digital? 4. Como poderia ser detectado um erro nos testes do loop analógico? b) Escolha dos modos de transmissão e recepção do Modem Am7910. O modem Am7910 possibilita a escolha de mais de um modo de operação para a execução dos procedimentos dos itens experimentais. Assim é necessária a seleção de um modo específico para cada experimento. Com base na leitura do manual do componente, preencha a tabela abaixo contendo as informações para cada um dos modos de operação que serão usados nos itens da parte experimental: modo de operação escolhido e código (MC0 a MC4); frequências de transmissão de mark e space; frequências de recepção de mark e space. modo código transmissão recepção mark space mark space Full-duplex Loop-back** ** este modo deve ser correspondente ao modo full-duplex escolhido Familiarização com a Placa de Modem No Laboratório Digital, para verificar o funcionamento da placa de modem que contém a pastilha Am7910, siga inicialmente os seguintes passos: c) Localize a placa de modem no painel de montagem e verifique os principais sinais de entrada (pinos) e saída (leds), além dos botões. Elabore uma tabela com estes sinais, indicando sua função. sinal função entrada ou saída d) Efetue as ligações relacionadas na Tabela II, inclusive aquelas referentes às tensões de alimentação (GND, +12V e -12V). (* Efetuar as ligações com o gerador de funções desligado.) Tabela II - Lista de ligações da placa de modem. SINAL LIGADO A VALOR INICIAL +12 V fonte via entrada F V fonte via entrada F2 - GND fonte - TD CH2 UM /RTS CH1 UM /DTR CH0 UM /BRTS CH6 UM /BTD CH7 UM TC osciloscópio - RC gerador de funções* - MC0 jumper a escolha do grupo MC1 jumper a escolha do grupo MC2 jumper a escolha do grupo MC3 jumper a escolha do grupo MC4 jumper a escolha do grupo Interligação de Terminais com Modem (2014) 9

10 Nos itens seguintes devem ser verificados os diversos modos de funcionamento desta pastilha, seguindo os diagramas apresentados e escolhendo as condições iniciais para cada modo Transmissão Full-Duplex A transmissão de dados Full-Duplex será estudada neste item, seguindo-se os seguintes passos. e) Acerte um modo de operação do MODEM com o modo de transmissão full-duplex selecionado no item 2.1.b usando jumpers nos sinais de controle MC0 a MC4 da placa; f) Siga o fluxograma apresentado na Figura 2.1 para efetuar a transmissão do sinal digital em TD; g) Anote as frequências (teóricas e experimentais) e as formas de onda observadas no osciloscópio para cada dado transmitido (sinal TC); h) Verifique a troca dos pares de frequência com a mudança do bit MC0. Explique a diferença. Figura 2.1 Transmissão Full-duplex. Interligação de Terminais com Modem (2014) 10

11 2.4. Recepção Full-Duplex Para estudar a recepção em modo Full-Duplex, siga os seguintes passos: i) Acerte o gerador de funções para sinais senoidais e uma tensão de pico-a-pico da ordem de 1 Vpp. Verifique antecipadamente o sinal no osciloscópio antes de conectar na placa de modem; DICA: use o mesmo modo de operação usado no item anterior (transmissão full-duplex). j) Siga o fluxograma apresentado na figura 2.2, não se esquecendo de ajustar a frequência do gerador de sinais que simula a portadora de recepção, de acordo com o padrão selecionado, através das entradas MC0 a MC4. k) Monte uma tabela, contendo o modo de operação, as frequências (teóricas e experimentais) para recepção dos sinais space e mark. CUIDADO! Não insira uma tensão pico-a-pico maior que 1V pp na entrada RC do Modem. Isto pode queimar a pastilha. Figura 2.2 Recepção Full-Duplex. Interligação de Terminais com Modem (2014) 11

12 2.5. Modo Loop-Back Para estudar o modo Loop-Back, siga os seguintes passos: l) Ajuste o modo de operação loop-back do modem conforme selecionado no item 2.1.b através das entradas MC0 a MC4. m) Quais as frequências esperadas de transmissão e recepção de bits mark e space? O que a ativação do modo loop-back muda nestas frequências em relação ao modo full-duplex? n) Em seguida, conforme a figura 2.3, modifique a montagem do circuito com o Modem para operar em Loop-Back analógico. Recoloque a entrada TD na chave CH2 do painel. DICA: não se esqueça de desligar o gerador da entrada RC e faça a ligação entre TC e RC. Figura 2.3 Loop-Back Analógico. o) Varie a entrada TD e observe as saídas TC e RD. Anote as formas de onda e as frequências do sinal em TC. Comente os resultados obtidos. p) Ajustar um sinal senoidal com 1Vpp (no máximo) na saída do gerador de funções com auxílio do osciloscópio. q) Mude novamente as ligações do circuito de modem. Conecte as entradas e saídas conforme a figura 2.4 para testar o modo Loop-Back Digital. A entrada RC deve ser conectada na saída do gerador de funções. Figura 2.4 Loop-Back Digital. saída do gerador de funções r) Verifique os sinais observados nas saídas RD e TC. Varie a frequência de entrada e analise as saídas. Comente. DICA: deve-se observar se o sinal /CD está ativo no circuito de recepção. Antes de iniciar o próximo item, desligue o gerador de funções e desconecte-o da entrada RC. s) Compare as frequências dos sinais mark e space para transmissão e recepção do modo full-duplex (itens 2.3 e 2.4) com as frequências observadas no item 2.5.o). Comente Interligação de Terminais Neste item duas bancadas serão interligadas entre si, usando os circuitos de modem. Assim os terminais seriais poderão ser conectados e enviar mensagens uma para a outra. DICA: Antes de interligar as montagens das bancadas, é importante que os sinais de TERRA sejam conectados primeiro. Interligação de Terminais com Modem (2014) 12

13 t) Interligar na bancada o terminal de vídeo e o MODEM, selecionando o modo de funcionamento loopback analógico selecionado no item 2.5, conforme ilustrado na figura 2.5. Mantenha os sinais de controle do MODEM nas chaves e conecte apenas os sinais de transmissão e recepção de dados do terminal nos sinais digitais do MODEM através dos conversores de nível. Teste seu funcionamento. DICA: Lembrem-se que o funcionamento do modem depende do correto acionamento dos sinais de controle do protocolo de comunicação serial, conforme estudado nos itens iniciais da experiência. Figura 2.5 Esquema da ligação local. DICA: Verifique qual sinal do terminal (TX ou RX) deverá ser ligado a qual sinal do modem (TD ou RD). Para isto verifique com um multímetro o sinal do terminal com nível de tensão do sinal MARK. Este sinal deve ser ligado no conversor 1489 e depois no sinal TD do modem. u) Uma vez testada a conexão terminal-modem localmente na bancada, vamos interligar o conjunto terminal de vídeo e MODEM com o de outra bancada no modo full-duplex a quatro fios como mostrado na figura 2.6. TERMINAL CONVERSORES DE NÍVEL MODEM MODEM Figura 2.6 Esquema do circuito de interligação CONVERSORES DE NÍVEL DICAS: Deverão ser interligados, além dos sinais de terra, os sinais TC e RC dos modems de cada bancada, em um sistema a quatro fios. Ligue PRIMEIRO os sinais de TERRA comum entre as bancadas. A ligação dos sinais de terra evita uma descarga eletrostática e a consequente queima de pastilhas. Na interligação entre bancadas, é importante a escolha do modo correto de operação cada modem e também da configuração dos parâmetros de configuração dos terminais seriais. v) Envie mensagens de um terminal a outro e verifique o funcionamento da interligação. TERMINAL w) Mude a taxa de transmissão dos terminais seriais. Verifique seu funcionamento com as novas taxas. x) Qual é a maior taxa (baud rate) em que a comunicação ocorre sem erros? Este valor tem alguma relação com o modo de operação do modem? 2.6. Atividades Pós-Laboratório y) Após a conclusão das atividades programadas, responda as perguntas abaixo: 1. Localize as frequências de transmissão e recepção de mark e space do modo full-duplex dentro do canal de comunicação telefônico (que abrange de 300 a 3300 Hz). 2. É possível a comunicação entre bancadas a 1200 bauds? Como seria a transferência de dados? 3. O que acontece quando a configuração do terminal serial excede a taxa máxima de transferência dos modems? Interligação de Terminais com Modem (2014) 13

14 CONFIGURAÇÃO DA COMUNICAÇÃO SERIAL COM O PC Caso seja usado um computador tipo PC para emular um terminal serial, conecte o cabo serial na porta serial do tipo COM e utilize o software de comunicação serial HyperTerminal do Windows (ou outro compatível). Crie uma nova conexão usando os parâmetros abaixo (configurações de porta): Conexão: COM1 (ou outro) Bits por segundo: 300 Bits de dados: 7 Paridade: ímpar ou par Bits de parada: 2 Controle de fluxo: Nenhum Se for necessário mudar algum parâmetro, deve-se criar uma nova conexão. Para testar a conexão, faça um curto-circuito com os pinos TX (pino 2) e RX (pino 3) do cabo serial e veja se o que for digitado é ecoado no terminal. 3. BIBLIOGRAFIA Advanced Micro Devices. Analog and Communications Products Data Book. Sunnyvale, California, Advanced Micro Devices. Modem Technical Manual - Am79101 WORLD-CHIP Autodial FSK Modem /Am7910 FSK WORLD-CHIP Modem / Am7911 FSK WORLD-CHIP Modem. Sunnyvale, California, FREGNI, E. et al. MODEM. Experiências 6 e 7 - Laboratório Digital II, EPUSP, ROSCH, W. L. The Modern Modem: Bridge to the On-Line. PC Magazine, May 12, 1987 WEISSBERGER, A. J. Data Communications Handbook. Signetics. EUA, MATERIAL DISPONÍVEL Circuitos integrados: 1488, EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS 1 painel de montagens experimentais. 1 placa de montagem do MODEM. 1 fonte de alimentação fixa, 5V 5%, 4A. 1 fonte de alimentação variável +12V 5 %, 0,5 A. 1 fonte de alimentação variável -12V 5 %, 0,5 A. 1 osciloscópio digital. 1 multímetro digital. 1 terminal serial ou equipamento equivalente. Histórico de Revisões F.N.A. e E.T.M. / 2001 revisão E.T.M./2004 revisão E.T.M./2005 revisão E.T.M./2010 revisão E.T.M./2011 revisão E.T.M./2012 revisão E.T.M./2013 revisão E.T.M./2014 revisão Interligação de Terminais com Modem (2014) 14