I-1 Introdução. Comunicações. ISEL - ADEETC - Comunicações

I-1 Introdução

Comunicações

Sumário

1. Sistema de Comunicação Digital (SCD)

• Diagrama de blocos e funcionalidades

• Indicadores R_b, T_b, BER e T_err

• Meios de Transmissão

• Transmissão de sinal analógico sobre SCD

• Digitalização e Reconstrução

2. Exemplos de aplicações de SCD

1. Sistemas de Comunicação Digital

“Como é que se transmitem

bits entre computadores ?”

1. Sistemas de Comunicação Digital

Sistema de Comunicação Digital (SCD)

1. Sistemas de Comunicação Digital

Sinais e sistemas

Sinal – codifica a sequência binária (informação a transmitir)

Emissor, canal e recetor são

1. Sistemas de Comunicação Digital

• Códigos de linha – exemplos de codificação

binária

1. Sistemas de Comunicação Digital

• OOK – On-Off Keying (caso particular de ASK – Amplitude Shift Keying )

• Sequência

[1 0 0 1 1 0 1 0 1]

Tempo de bit 1 ms

1. Sistemas de Comunicação Digital

• FSK - Frequency-Shift Keying

• Sequência

[1 0 0 1 1 0 1 0 1]

Tempo de bit 1 ms

1. Sistemas de Comunicação Digital

• PSK – Phase Shift Keying

• Sequência

[1 0 0 1 1 0 1 0 1]

Tempo de bit 1 ms

1. Sistemas de Comunicação Digital

• QAM – Quadrature Amplitude Modulation

1. Sistemas de Comunicação Digital

• Alguns indicadores sobre SCD

• T_b, tempo de bit – corresponde ao tempo que o sinal correspondente a cada bit está presente na linha

1. Sistemas de Comunicação Digital

• Alguns indicadores sobre SCD

• R_b, ritmo binário ou débito binário – é a taxa de bits por segundo que o SCD transfere

• R_b = 1 / T_b, é o inverso do tempo de bit

• É expresso em [bit/s]

• Por exemplo, a rede local Ethernet apresenta R_b=10 Mbit/s ou R_b=100 Mbit/s

1. Sistemas de Comunicação Digital

• Alguns indicadores sobre SCD

• BER – Bit Error Rate, taxa de erro de bit ou relação de erro de bit

• Representa uma estimativa da probabilidade de erro por bit, do sistema

• São valores típicos BER=10^-4, BER=10^-5, BER=10^-6,

… consoante o tipo de sinal transmitido pelo SCD

1. Sistemas de Comunicação Digital

• Alguns indicadores sobre SCD

• T_err – tempo médio esperado entre erros consecutivos

• É definido por

• Por exemplo:

• com R_b=10⁶ e BER=10^-6 , espera-se um bit errado a cada segundo

• com R_b=4x10⁶ e BER=10^-6 , espera-se um bit errado a

BER R

BER Terr T

b

b 1





1. Sistemas de Comunicação Digital



Meios de transmissão

Cabo Coaxial

1. Sistemas de Comunicação Digital

1. Sistemas de Comunicação Digital

Dois condutores elétricos entrelaçados formam o par Um cabo contém vários pares

1. Sistemas de Comunicação Digital



Meios de transmissão

Twisted Pair

1. Sistemas de Comunicação Digital



Meios de transmissão

Fibra Ótica

1. Sistemas de Comunicação Digital

• Deteção e Correção de erros

• CRC - Cyclic Redundancy Check

1. Sistemas de Comunicação Digital

• Deteção e Correção de erros

• Norma Ethernet 802.3 (Rede Local - LAN) usa CRC32 para verificação da integridade da trama

• O campo FCS-Frame Check Sequence no cabeçalho da trama tem sempre 32 bits

1. Sistemas de Comunicação Digital

• Transmissão de sinal analógico sobre SCD

2. Exemplos de Aplicações

• Cenário típico de aplicação

• MODEM = MODulator + DEModulator

2. Exemplos de aplicações

• Redes de computadores (IPL-ISEL)

• LAN - Local Area Network

• WAN – Wide Area Network

• Wi-Fi

• WiMax

• IrDA

• Bluetooth

• ADSL

• GSM

2. Rede IPL-ISEL (versão antiga)

2. Exemplos de aplicações

• IrDA - Infrared Data Association (IrDA)

• Comunicação a curta distância - personal area network (PAN)

• Usa luz infra-vermelha

• Utilizado em computadores, telefones móveis, …

• Comunicação em linha de vista

Característica Valor

Alcance 1 metro (standard)

2. Exemplos de aplicações

• Bluetooth

• Protocolo wireless para comunicação a curta distância - personal area network (PAN)

• Usa a técnica frequency hopping spread spectrum – até 75 frequências

• Ritmo típico de 1 Mbit/s; gama de frequências de 2,4 a 2,4835 GHz

• Troca de informação entre telefones móveis, computadores, impressoras, recetores GPS

2. Exemplos de aplicações

 ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line

2. Banda Canal

• Adaptação e variação da modulação e do número de níveis M

• Em LTE (Long Term Evolution) 4G usa-se QPSK, 16- QAM e 64-QAM

• Em GSM – Global System Mobile Modulação Gaussian MSK

(variante do FSK)

2. Exemplos de aplicações

• Comparação de normas e serviços

• Ocupação do espetro de frequência

2. Exemplos de aplicações

• Comparação de normas e serviços

2. Exemplos de aplicações

• CAN – Controller Area Network

http://www.ixxat.com/can-controller-area-network-introduction_en.html

http://www.aa1car.com/library/can_systems.htm

2. Exemplos de aplicações

• TDT – Televisão Digital Terreste

• Intensidade (potência) e Qualidade (relação sinal- ruído e BER) na recepção

• Identificação da modulação 64-QAM