DCN - Transmissão Digital

Os dados ou informações podem ser armazenados de duas maneiras, analógica e digital. Para que um computador use os dados, eles devem estar na forma digital discreta. Semelhante aos dados, os sinais também podem estar na forma analógica e digital. Para transmitir dados digitalmente, primeiro eles precisam ser convertidos para a forma digital.

Conversão Digital para Digital

Esta seção explica como converter dados digitais em sinais digitais. Isso pode ser feito de duas maneiras, codificação de linha e codificação de bloco. Para todas as comunicações, a codificação em linha é necessária, enquanto a codificação em bloco é opcional.

Codificação de linha

O processo de conversão de dados digitais em sinal digital é chamado de Codificação de Linha. Os dados digitais são encontrados em formato binário. São representados (armazenados) internamente como séries de 1s e 0s.

O sinal digital é denotado por um sinal discreto, que representa os dados digitais. Existem três tipos de esquemas de codificação de linha disponíveis:

Codificação unipolar

Os esquemas de codificação unipolar usam um nível de voltagem único para representar os dados. Neste caso, para representar o binário 1, alta tensão é transmitida e para representar 0, nenhuma tensão é transmitida. É também denominado Unipolar-Non-return-to-zero, porque não existe condição de repouso, ou seja, representa 1 ou 0.

Codificação Polar

O esquema de codificação polar usa vários níveis de tensão para representar valores binários. As codificações polares estão disponíveis em quatro tipos:

• Polar sem retorno a zero (Polar NRZ)

  Ele usa dois níveis de tensão diferentes para representar os valores binários. Geralmente, a tensão positiva representa 1 e o valor negativo representa 0. Também é NRZ porque não há condição de repouso.

  O esquema NRZ tem duas variantes: NRZ-L e NRZ-I.

  

  NRZ-L muda o nível de tensão quando um bit diferente é encontrado, enquanto NRZ-I muda a tensão quando um 1 é encontrado.

• Retornar a zero (RZ)

  O problema com o NRZ é que o receptor não pode concluir quando um bit termina e quando o próximo bit é iniciado, no caso de o relógio do emissor e do receptor não estar sincronizado.

  

  RZ usa três níveis de tensão, tensão positiva para representar 1, tensão negativa para representar 0 e tensão zero para nenhum. Os sinais mudam durante os bits, não entre os bits.

• Manchester

  Este esquema de codificação é uma combinação de RZ e NRZ-L. O tempo de bits é dividido em duas metades. Ele transita no meio do bit e muda de fase quando um bit diferente é encontrado.

• Manchester diferencial

  Este esquema de codificação é uma combinação de RZ e NRZ-I. Ele também transita no meio do bit, mas muda de fase apenas quando 1 é encontrado.

Codificação Bipolar

A codificação bipolar usa três níveis de voltagem, positivo, negativo e zero. A tensão zero representa o binário 0 e o bit 1 é representado pela alteração das tensões positiva e negativa.

Codificação de Bloco

Para garantir a precisão dos bits redundantes de quadro de dados recebidos são usados. Por exemplo, em paridade par, um bit de paridade é adicionado para fazer a contagem de 1s no quadro uniforme. Desta forma, o número original de bits é aumentado. É chamado de codificação em bloco.

A codificação do bloco é representada pela notação de barra, mB / nB. Significa que o bloco de m bits é substituído por bloco de n bits onde n> m. A codificação em bloco envolve três etapas:

• Division,
• Substitution
• Combination.

Depois que a codificação do bloco é feita, ele é codificado em linha para transmissão.

Conversão Analógico para Digital

Os microfones criam voz analógica e a câmera cria vídeos analógicos, que são tratados como dados analógicos. Para transmitir esses dados analógicos por meio de sinais digitais, precisamos da conversão de analógico para digital.

Os dados analógicos são um fluxo contínuo de dados na forma de onda, enquanto os dados digitais são discretos. Para converter a onda analógica em dados digitais, usamos a Modulação por Código de Pulso (PCM).

PCM é um dos métodos mais comumente usados ​​para converter dados analógicos em formato digital. Envolve três etapas:

• Sampling
• Quantization
• Encoding.

Amostragem

O sinal analógico é amostrado a cada intervalo T. O fator mais importante na amostragem é a taxa na qual o sinal analógico é amostrado. De acordo com o Teorema de Nyquist, a taxa de amostragem deve ser de pelo menos duas vezes a frequência mais alta do sinal.

Quantização

A amostragem produz uma forma discreta de sinal analógico contínuo. Cada padrão discreto mostra a amplitude do sinal analógico nessa instância. A quantização é feita entre o valor de amplitude máxima e o valor de amplitude mínima. A quantização é a aproximação do valor analógico instantâneo.

Codificação

Na codificação, cada valor aproximado é então convertido em formato binário.

Modos de Transmissão

O modo de transmissão decide como os dados são transmitidos entre dois computadores. Os dados binários na forma de 1s e 0s podem ser enviados em dois modos diferentes: Paralelo e Serial.

Transmissão Paralela

Os bits binários são organizados em grupos de comprimento fixo. O emissor e o receptor são conectados em paralelo com o mesmo número de linhas de dados. Ambos os computadores distinguem entre linhas de dados de ordem alta e de ordem baixa. O remetente envia todos os bits de uma vez em todas as linhas. Como as linhas de dados são iguais ao número de bits em um grupo ou quadro de dados, um grupo completo de bits (quadro de dados) é enviado de uma vez. A vantagem da transmissão paralela é a alta velocidade e a desvantagem é o custo dos fios, pois é igual ao número de bits enviados em paralelo.

Transmissão Serial

Na transmissão serial, os bits são enviados um após o outro em forma de fila. A transmissão serial requer apenas um canal de comunicação.

A transmissão serial pode ser assíncrona ou síncrona.

Transmissão Serial Assíncrona

É assim chamado porque não há importância de tempo. Os bits de dados têm um padrão específico e ajudam o receptor a reconhecer os bits de dados inicial e final. Por exemplo, um 0 é prefixado em cada byte de dados e um ou mais 1s são adicionados no final.

Dois quadros de dados contínuos (bytes) podem ter um intervalo entre eles.

Transmissão Serial Síncrona

O sincronismo na transmissão síncrona é importante, pois não há nenhum mecanismo seguido para reconhecer os bits de dados inicial e final. Não há nenhum método de padrão ou prefixo / sufixo. Os bits de dados são enviados no modo burst sem manter a lacuna entre os bytes (8 bits). Uma única rajada de bits de dados pode conter vários bytes. Portanto, o tempo torna-se muito importante.

Cabe ao receptor reconhecer e separar os bits em bytes. A vantagem da transmissão síncrona é a alta velocidade e não há sobrecarga de bits extras de cabeçalho e rodapé como na transmissão assíncrona.