(6 a 9)Trabalho de Avaliação -

Filipe Monteiro nº9 2PSI

cOMEÇAR

Manual Interativo

Técnicas de deteção e correção de erros em transmissões digitais

Fontes

Técnicas de compressão de dados

Filipe Monteiro 2PSI

Grandezas e medidas

Técnicas de codificação

Componentes de um sistema de comunicações

Ligações síncronas e assíncronas

Técnicas de conversão analógico-digital

Modulação em amplitude, frequência e fase

Transmissão de sinais analógicos e digitais

Sistemas Simplex, Half-Duplex e Full-Duplex

Tópicos

Emissor

Protocolo

Meio ou canal

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Mensagem

Recetor

Componentes de um sistema de comunicações

Uma mensagem é a informação a ser transmitida para outro dispositivo. Constituída por texto, números, imagens, som e vídeo.

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Mensagem

Emissor

Um emissor é o dispositivo que envia a mensagem de dados. Pode ser um computador, uma estação de trabalho, um telefone.

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Recetor

Um Recetor é o dispositivo que recebe a mensagem. Constituída por texto, números, imagens, som e vídeo.Pode ser um computador, uma estação de trabalho, um telefone.

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Meio ou Canal

Meio ou Canal é o caminho físico por onde viaja uma mensagem de um emissor que é dirigida ao recetor. Constituída por texto, números, imagens, som e vídeo.

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Protocolo

O Protocolo é um conjunto de regras que governa a comunicação de dados Alguns exemplos de protocolos: HTTP, TCP, FTP, UDP, IP, SMTP.

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inforMação

inforMação

Manchester

Return Zero

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inforMação

Non Return Zero

Técnicas de codificação

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O código de linha do tipo Non Return Zero que o sinal não necessita obrigatoriamente de ir a zero entre transições de bit. Tem Duty Cicle de 100% (o impulso prolonga-se durante todo o bit) Existem três tipos de codificação NRZ:

• NRZ Unipolar
• NRZ Polar
• NRZ Bipolar

Non Return Zero

+inforMação

+inforMação

+inforMação

O código de linha do tipo Return Zero indica que, em cada transição, metade do bit o sinal vai a zero.Tem um Duty Cycle de 50% e utiliza o dobro da largura de banda em relação aos códigos NRZ. Existem 3 tipos de codificações RZ:

• RZ Unipolar
• RZ Polar
• RZ Bipolar

Return Zero

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+inforMação

+inforMação

+inforMação

Este código de linha também apresenta um Duty Cycle de 50%. Logo necessita do dobro da largura de banda em relação ao código NRZ. No entanto, exibe vantagens em relação aos anteriores, tais como, nunca apresentar componente nula, nunca perder o sincronismo de relógio entre o emissor e receptor e ter a capacidade de detecção de erros Existem 3 tipos de codificações RZ:

• Manchester Normal
• Manchester Diferencial

Manchester

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+inforMação

Full-Duplex

Simplex

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Half-Duplex

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Transmissão de dados

Transmissão de sinais analógicos e digitais

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Digital

Analógico

Exemplos: luz, temperatura, som

Nos Sinais Analógicos, a amplitude pode mudar de forma suave e gradual, sem saltos bruscos entre os valores.É possível ter uma quantidade infinita de valores entre dois pontos no tempo, ao contrário do sinal digital, que só pode ter valores discretos.

Sinal Analógico

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Correção de erros

Deteção de erros

Técnicas de deteção e correção de erros em transmissões digitais

Técnicas de deteção de erros

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Seguinte

Esta técnica é mais eficiente mas também mais complexo do que as outras técnicas. Muitas das vezes, também denominada por método de detecção polinomial. O método consiste em adicionar um conjunto de bits (FCS - Frame Check Sequence) à mensagem original a transmitir.

CRC (Cyclic redundancy check)

Técnicas de deteção de erros

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São técnicas utilizadas para detectar erros principalmente na internet e denominam-se somas de verificação. Se a soma de checksums (normal e complemento para um) resultarem apenas 1's, podemos inferir que "não" houve erro na transmição, caso contrário, existiu erro na transmissão.

Checksum

O bit de paridade indica o número de bits 1 presentes num byte. Assim diz-se que a paridade é par se tiver um número par de uns e é paridade é ímpar caso tenha número ímpar de uns. Assim, este assume o bit 0 quando temos paridade par, e 1 quando temos paridade ímpar.

Verificação de paridade

Código de Hamming é uma técnica para detectar e corrigir erros em transmissões de dados, sem precisar retransmitir a mensagem.

Código de Hamming

ARQ é uma técnica de correção de erros baseada na retransmissão de dados quando ocorrem falhas. ARQ é um método de comunicação que utiliza ACKs para confirmar dados recebidos corretamente e NACKs para solicitar retransmissões quando há erros. Quando o receptor detecta erros nos dados, ele os descarta e solicita uma nova transmissão.

Retransmissão ARQ Automatic Repeat Request

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Técnicas de correção de erros

Exemplos:

• mpeg
• ogg
• mov
• mp3

Exemplos:

• zip
• rar
• m4a
• flac
• shn

Natureza dos dados

Sem perdas de dados

Com perdas de dados

Vantagens

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A natureza dos dados, designa-se por compressão atendendo à fonte. No primeiro os algoritmos são sempre sem perda, enquanto no segundo são aplicados tanto algoritmos com perda como sem perda. Esta diferença é evidente quando tentamos comprimir um ficheiro de música no formato Wave em ficheiro ZIP. Não resultará deste processo qualquer compressão, já que este algoritmo não tem em conta este tipo de dados, aplicando sempre a mesma técnica

"Com perda de Dados" por norma serve para comprimir ficheiros multimédia, o "Sem perda de Dados" por norma serve para comprimir ficheiros em novas pastas e a "Natureza dos dados" é as características específicas do tipo de dados que estamos a comprimir, como imagens, áudio, texto ou vídeo.

Técnicas de compressão de dados

Exemplos:

Nos Sinais Digitais são representações de informações que utilizam valores discretos, que podem ter apenas dois valores, 0 e 1.

Sinal Digital

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Modulação em amplitude, frequência e fase

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Esta tecnica de conversão é uma sequência de amostras resultantes da sequência de amostras resultantes da amostragem. Depois dos resultados da amostragem, estes são transformados em sequência de quantização. São chamados nível de quantização.

Quantização

Esta tecnica de conversão é o processo pelo qual os valores quantizados são convertidos em bits. É o processo responsável por converter sinais digitais em sinais de transmissão.

Codificacão

Esta técnica de conversão consiste retirar do sinal original uma cadência suficiente para representar o sinal após a digitalização. Ou seja, o sinal pode ser completamente reconstruído se estes forem extraídos amostras a um ritmo frequência máxima do sinal original.

Amostragem

Técnicas de conversão analógico-digital

Largura de banda

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Bit rate

Decibel

Throughput

Grandezas e medidas

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Decibel

O Decibel(dB) é uma unidade de medida derivada ao Bel, que serve para definir uma escala de intensidade sonora

Exemplo: Uma ligação com 300 Mbps significa que podem ser transmitidos 300 megabits por cada segundo.

A largura de banda, refere-se à quantidade de dados que podem ser transmitidos, ou seja, a capacidade de transferência de dados que é medida em bps (bits por segundo).

Largura de Banda

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Exemplo: Tendo como unidades básicas de medidas o Kbps, o Mbps e o Gbps.

O Throughput é a quantidade de dados transferidos de um lugar a outro, ou a quantidade de dados processados em um determinado espaço de tempo. Pode-se usar o termo throughput para referir-se a quantidade de dados transferidos em discos rígidos ou em uma rede.

Throughput

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Bit Rate significa taxa de bits. É a velocidade com que os bits são convertidos ou processados por unidade de tempo (bps - bits por segundo).Quanto maior o bit rate, maior a velocidade de transmissão de dados na rede.

Bit Rate

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A comunicação síncrona acontece quando duas ou mais pessoas partilham uma conversa em tempo real

• Síncronas

A comunicação assíncrona consiste no processo de troca de informação entre os intervenientes de uma forma não simultânea, isto é, quando o recetor não recebe nem responde à mensagem do emissor de forma imediata.

• Assíncronas

Ligações síncronas e assíncronas

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Obrigado

sEGUINTE

• https://dicionario.priberam.org/decibel
• https://redes-108012.webnode.pt/grandezas-e-medidas/
• https://redes-108005.webnode.pt/modulo-1/tecnicas-de-codifica%C3%A7%C3%A3o/
• https://remoteportugal.pt/comunicacao-sincrona-assincrona-trabalho-remoto/
• https://redes-108683-pt5.webnode.pt/modulo1/detecção-de-erros/?utm_source=copy&utm_medium=paste&utm_campaign=copypaste&utm_content=https%3A%2F%2Fredes-108683-pt5.webnode.pt%2Fmodulo1%2Fdetec%25C3%25A7%25C3%25A3o-de-erros%2F
• https://redes-108005.webnode.pt/modulo-1/tecnicas-de-conversão/
• https://edu-pereira6.webnode.pt/modulo1/8/
• https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwi5mYXxwaKJAxXSfKQEHci2DzYQFnoECBMQAw&url=https%3A%2F%2Fedisciplinas.usp.br%2Fpluginfile.php%2F7706764%2Fmod_resource%2Fcontent%2F3%2FPCom_aula_Modula%25C3%25A7%25C3%25A3o_Digital_23_05_23.pdf&usg=AOvVaw0ICeTmM6azdcgKx8mFU5xK&opi=89978449
• https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjR-uuFwqKJAxXIVaQEHfQJOFkQFnoECBMQAw&url=https%3A%2F%2Fwww.teleco.com.br%2Ftutoriais%2Ftutorialtvdconsis2%2Fpagina_4.asp&usg=AOvVaw0Qc2dAocGVcWzq61Wt0ixb&opi=89978449
• https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwiL-ISJwqKJAxUgU6QEHbsoOvAQFnoECA4QAw&url=https%3A%2F%2Fwww.teleco.com.br%2Ftutoriais%2Ftutorialtvdconsis2%2Fpagina_4.asp&usg=AOvVaw0Qc2dAocGVcWzq61Wt0ixb&opi=89978449

Fontes

Half-Duplex

Half-Duplex é o modo de transmissão em sentido duplo mas não simultâneo. Assim, somente um dos lados pode transmitir tendo o outro que esperar que a linha fique livre. Exemplo: Modems, Serviços de emergência, Rádios da banda do cidadão

-> Com erro-> Sem erro-> Sem erro

Verificação de paridade

0 0 1 1 1 1 0 1 + 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 (Resultado) + 1 0 1 1 0 1 0 1 (Checksum) 1 1 1 1 1 1 1 1 (Sem Erros!)

Checksum

Full-Duplex

Full-Duplex é o modo de transmissão em sentido duplo ou bidirecional simultâneo. Assim, cada extremidade da linha pode emitir e receber ao mesmo tempo, o que significa que a banda concorrida está dividida por dois para cada sentido de emissão dos dados.

A distância de Hamming (m) é igual a 2, visto existirem dois bits diferentes entre as duas sequências.

A distância de Hamming será calculada através da diferença entre os bits da mensagem enviada e recebida.

rESULTADO

Código de Hamming

dBm é uma unidade de medida utilizada para expressar a potência absoluta de um sinal em decibéis (dB) em relação a 1 milliwatt (mW).

dBm decibéis-miliwatts

• -30 dBm - Excelente sinal
• -100 dBm - Muito mau sinal

Exemplos visuais e como funciona o Bit Rate

Simplex

Simplex e o modo de transmissão em sentido único (unidireccional), caracteriza-se em uma ligação na qual os dados circulam num só um sentido, ou seja do emissor para o receptor. Exemplo: Leitores de cartões, Alarmes de fogo ou fumo

• FCS(x) é igual ao resto da divisão inteira entre duas funções polinomiais M(x) e G(x)
• M(x) é a mensagem original sem código de erros
• G(x) é o polinómio gerado pré definido.

CRC (Cyclic redundancy check)

Os bits FCS são calculados através da seguinte expressão:

dBm é uma unidade de medida utilizada para expressar a potência absoluta de um sinal em decibéis (dB) em relação a 1 milliwatt (mW).

dBm decibéis-miliwatts

• -30 dBm - Excelente sinal
• -100 dBm - Muito mau sinal