COMUNICAÇÃO DE DADOS INTERFACES DIGITAIS

COMUNICAÇÃO DE DADOS INTERFACES DIGITAIS

Modelo Básico de Comunicação de Dados Comunicação Lógica ID Interface Digital IA Interface Analógica Modem A Modem B A A Meio de comunicação B Cabo lógico B Comunicação Física

Conceitos importantes para o modelo básico de comunicação de dados Sentido da Transmissão Simplex, Semi (half) duplex, (full) duplex Transporte da informação Serial ou paralelo Determina a capacidade, custo de HW, Flexibilidade e imunidade à ruídos Taxa de transmissão (bps) Sincronismo da Transmissão dos bits Síncrono ou Assíncrono Número de links (meios de transmissão)

Comunicação Assíncrona Exemplo de transmissão assíncrona com 8 bits e sem Paridade e estado inicial da linha alto. Eficiência Te=100*info/(info+ctle) [%] (máx=80%!) Overhead Oh=100*[ctle/info] [%]

Comunicação Assíncrona Conexão FÍSICA da ID em modo assíncrono duplex (Sem sinais de controle) ID TD RD GND RD TD GND ID TD transmissão de dados RD recepção de dados GND terra ou referência digital (ground)

Comunicação Assíncrona Conexão FÍSICA da ID em modo assíncrono duplex em um modelo básico de comunicação de dados ID TD RD GND ID Modem (ECD) MEIO Modem (ECD) ID RD TD GND ID Zoom

Comunicação Síncrona O sinal de TD/RD na ID necessita de um sinal adicional separado para dar o compasso da amostragem dos bits de dados. Não há start/stop. Todos os bits de TD são dados EIGÊNCIA de um protocolo na camada de enlace (orientado à bit ou à byte). A Te e Oh fica dependente deste protocolo! Exige 5 fios na ID para uma comunicação fullduplex Uso de uma USART (Unidade Síncrona Assíncrona de Recepção e Transmissão) implementada em HW e/ou SW Custo elevado na ID porém é possível conseguir índices de eficiência mais próximos de 100%

Comunicação Síncrona Conexão FÍSICA da ID em modo síncrono duplex. Por padrão universal o ECD é o equipamento que deve gerar o sincronismo de TD e RD. ETD ID TD TC RD RC GND TD TC RD RC GND ID ECD MEIO TC TRANSMITER CLOCK RC RECEIVER CLOCK

O par metálico como condutores na transmissão de dados também nas Ids: Pode ser modelado eletricamente como visto nos meios de transmisssão. A Par de fios B A R/K m L/K m C/K m B Modelo elétrico simplificado

Modelo elétrico mais aproximado: Duplo T (R/4)/Km (R/4)/Km Fonte de sinal A C/Km B carga (R/4)/Km (R/4)/Km

Necessidade da padronização de Interfaces Digitais: A transferência de dados entre equipamentos s e/ou s utiliza taxas, alcances e propósitos diversos; A característica elétrica do sinal deve respeitar cada aplicação; Interoperabilidade e universalização das conexões Devido aos fios expostos nas conexões entre IDs, ruídos externos são captados; Necessita definir: Características mecânicas Descrição funcional dos sinais utilizados Características Elétricas (esta define o padrão comercial )

Ruídos podem ocorrer durante a transmissão na ID:

Solução para superar ruídos: Sinais diferenciais (balanceados ou não) Sinal (S) Saída S+R Sinal (S) Ruído (R) Gerador não balanceado Receptor diferencial Pinos correspondentes no conector da ID Gerador balanceado com sinal diferencial Saída S Receptor diferencial balanceado Ex. circuito não balanceado Ex. circuito balanceado Obs.: Sinais não diferencias são sempre não balanceados!

Sinais diferenciais: enviados em ambos os fios, mas defasados de 180º Resultado: Eliminação total (idealmente) dos ruídos na recepção!

Sinais não diferenciais: Usa GND comum para todos os sinais da ID Resultado: Suscetibilidade a ruídos (amplificados junto com o sinal).

Normatização das IDs: Necessário definir limites elétricos para que um sinal seja considerado 1 ou 0 lógico A Associação da Indústria Eletrônica (EIA) definiu padrões como os Recomendation Standart (RS) RS232, RS485, RS423 etc... Circuitos balanceados (diferenciais) ou não e as taxas em bps aplicáveis são as bases da criação dos dos padrões. Ex.: RS530, V.35 estabelecem circuitos mistos diferenciais e não diferenciais para altas taxas. As mais utilizadas nos circuitos de dados são RS232, RS485, V.35, V.36 e G.703.

Normatização das IDs: Premissas Básicas A necessidade de troca de informações em geral é para localidades distantes O modelo básico de comunicação de dados prevê então s Distantes Se há meio de transmissão entre s, há s obrigatoriamente Os s regem todo o controle sobre a camada física e o compasso (sincronismo) entre os s Toda interface digital portanto deve prever uma padronização elétrica, mecânica e funcional para uma conexão entre De forma elementar, um pino da ID que é fonte no será carga no mesmo pino no e viceversa. Nasce o conceito de cabo pinoàpino (ou cabo direto ou 1:1)

D R I V E R Normatização das IDs: Exemplo do Modelo Elétrico de um Circuito fontecarga do TD da RS232 (padrão CT1) V 0 origem TD R 0 CT103 Pino 2 da ID C 0 V L destino C L R L E L T E R M I N A D O R fonte Pino 7 da ID Cabo lógico carga

CT Sinal Origem Grupo dados Grupo sincro. Grupo controle Grupo refer. Grupo de sinais (circuitos) 101 102 Terra GND PARA NOSSO ESTUDO! 103 TD 104 RD Em uma comunicação que usa todos os sinais ao lado: O TD só é liberado se CTS,DSR,DCD, TC e RC estiverem presentes 105 106 107 108 RTS CTS DSR DTR O RD só é liberado se RTS, DTR e TCKE estiverem presentes 109 113 DCD TCKE 114 TC 115 RC

INTERFACES DIGITAIS Grupo de sinais (circuitos) Mais importantes Grupo sincro. Grupo controle Grupo refer. TEST 142 TCKE 113 111/ 112 RI 125 LDR 140 DTR 108 LAL 141 RC 115 TC 114 DCD 109 GND 102 DSR 107 CTS 106 RTS 105 RD 104 TD 103 Terra 101 Grupo testes Grupo dados Sinal CT

Interface RS232 RS232C

Exemplo da função e fluxo dos sinais da ID em uma linha discada

Exemplo da função dos sinais da ID em uma linha discada continuação...

INTERFACES DIGITAIS PINO DB9 3 PINO DB25 1 2 CIRCUITO (CT) 101 103 SINAL Terra TD ORIGEM FUNÇÃO TERRA DE PROTEÇÃO DADOS TRANSMITIDOS 2 3 104 RD DADOS RECEBIDOS 7 4 105 RTS PEDIDO PARA TRANSMITIR Resumo dos circuitos da interface digital RS232 e RS232C (V.24) (CANAL PRINCIPAL) Todos os sinais nãodiferenciais e limitados em 20Kbps (V.28) Aplicações Síncronas ou assíncronas Pinout relação da posição dos pinos com seus respectivos sinais para o padrão mecânico (conector) 8 6 5 1 4 9 5 6 7 8 9 10 15 17 18 20 21 22 23 24 25 106 107 102 109 114 115 141 108/2 140 125 111/112 113 142 CTS DSR GND DCD +12V 12V TC RC DTR RI TCKE TEST /DC E PRONTO PARA TRANSMITIR MODEM PRONTO TERRA DIGITAL PORTADORA DETECTADA ALIMENTAÇÃO ETERNA ALIMENTAÇÃO ETERNA RELÓGIO DE TRANSMISSÃO RELÓGIO DE RECEPÇÃO COMANDO DE LAL TERMINAL DE DADOS PRONTO COMANDO DE LDR INDICADOR DE CHAMADA (RING) SELEÇÃO DE TAA DE TRANSMISSÃO RELÓGIO DE TRANSMISSÃO ETERNO MODEM EM TESTE

Interface V.35 Aplicações exclusivamente síncronas Velocidades acima de 48Kbps e até 2Mbps Grupo de sinais de dados e Sincronismo São diferenciais (V.35) Grupo de sinais de controle não diferenciais (V.28) Conector padrão M.34 (ISO2593) Interface V.36 Aplicações exclusivamente síncronas em ambientes ruidosos Velocidades acima de 48Kbps e até 2Mbps (RS449) Exceto os grupos de teste, os demais sinais são diferenciais (V.11) Conector padrão DB37 (ISO4902)

Conectores das interfaces V.35 e V.36 (referência tipo Macho) V.36

INTERFACE V.35 Pinouts padrões RELÓGIO DE RECEPÇÃO RTa RTb 115 6 19 17 9 V RELÓGIO DE TRANSMISSÃO STa STb 114 3 16 15 12 Y AA/aa RELÓGIO DE TRANSMISSÃO ETERNO TTa TTb 113 11 24 24 11 U W PORTADORA DETECTADA RR 109 10 8 F TERMINAL PRONTO DT 108 20 H MODEM PRONTO DM 107 9 6 E PRONTO PARA TRANSMITIR CS 106 7 5 D PEDIDO PARA TRANSMITIR RS 105 5 4 C DADOS RECEBIDOS RDa RDb 104 4 17 3 16 R T DADOS TRANSMITIDOS SDa SDb 103 2 15 2 14 P S TERRA DIGITAL S.GND 102a 102b 13 7 23 B TERRA DE PROTEÇÃO P.GND 101 1 1 A FUNÇÃO ORIGEM SINAL Circuito (CT) PINO DB25 TELERÁS PINO DB25 ISO2110 PINO M34 ISO2593

INTERFACE V.36 Pinouts padrões RELÓGIO DE RECEPÇÃO RTa RTb 115a 115b 6 19 17 9 8 26 RELÓGIO DE TRANSMISSÃO STa STb 114a 114b 3 16 15 12 5 23 RELÓGIO DE TRANSMISSÃO ETERNO TTa TTb 113a 113b 11 24 24 11 17 35 PORTADORA DETECTADA RRa RRb 109a 109b 10 22 8 10 13 31 TERMINAL PRONTO DTa DTb 108a 108b 12 30 MODEM PRONTO DMa DMb 107a 107b 9 21 6 23 11 29 PRONTO PARA TRANSMITIR CSa CSb 106a 106b 7 20 5 13 9 27 PEDIDO PARA TRANSMITIR RSa RSb 105a 105b 5 18 4 19 7 25 DADOS RECEBIDOS RDa RDb 104a 104b 4 17 3 16 6 24 DADOS TRANSMITIDOS Sda SDb 103a 103b 2 15 2 14 4 22 TERRA DIGITAL (DE SINAL) S.GND a S.GND b 102a 102b 13 7 23 19 20 TERRA DE PROTEÇÃO P.GND 101 1 1 1 FUNÇÃO ORIGEM SINAL Circuito (CT) PINO DB25 TELERÁS PINO DB25 ISO2110 PINO DB37 ISO4902

Interface RS485 Sinais diferenciais balanceados com saída tristate Conectada em barramento de 2 (halfduplex) ou 4 fios (full) com até 4000 pés Obrigatório o uso de protocolos para endereçar os dispositivos Adequada para redes multiponto com até 32 dispositivos em 2 fios com driver padrão (utilizando repetidores ou drivers especiais é possível muito mais!) Possibilidade de criação de redes locais

RS485 @2 FIOS Multiponto halfduplex até 256 pontos

INTERFACES DIGITAIS Interface G.703 Um único sinal codificado em cada par de fios de entrada/saída = Interface mecânica simplificada! Usa código HDB3 para 2Mbps (75Ω) Exemplo do padrão codirecional para 64Kbps (120Ω) Posição do bit Bit de dados 7 1 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 Passo 13 Passo 4 Passo 5 violação violação Sinal G.703 64Kbps codirecional

Padrão G.704 define estrutura do sinal multiplexado 32 canais de 64 kbps quadro 32bytes 125us, ciclo 4ms As duas normas juntas G703/G704 são conhecidas como E1

Padrões mecânicos G.703

Cabos lógicos Seu custo é relevante e obrigatório na infraestrutura. Má qualidade dos componentes ou de sua construção afeta o desempenho e confiabilidade dos circuitos de dados. Todos os sinais possuem um local de origem no ou Devem devem interligar adequadamente cada par de equipamentos respeitando basicamente: Não ligar pinos de origem com outros de origem Não ligar pinos de destino com outros de destino Operação funcional do par origem/destino Cabos acima de 15m devem possuir malha ou fita de blindagem Para interfaces com sinais diferenciais cabos devem ser preferencialmente pareados (especialmente se > 15m) Utilizar a quantidade de pinos (pinout) realmente necessária na ID