I-1 Introdução. Comunicações. (30 de setembro de 2016) ISEL - ADEETC - Comunicações

I-1 Introdução

Sumário

1. Sistema de Comunicação Digital (SCD)

• Diagrama de blocos e funcionalidades • Indicadores R_b, T_b, BER e T_err

• Duração de uma transmissão, T_x • Meios de Transmissão

• Transmissão de sinal analógico sobre SCD • Digitalização e Reconstrução

1. Sistemas de Comunicação Digital

“Como é que se transmitem

1. Sistemas de Comunicação Digital

1. Sistemas de Comunicação Digital

Sinais e sistemas

Sinal – codifica a sequência binária

(informação a transmitir)

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. 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

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,

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}

cada 0,25 segundos

BER

R

BER

T

Terr



1



1. Sistemas de Comunicação Digital

• Alguns indicadores sobre SCD

• T_x – duração de transmissão de um conteúdo binário com #bits

• É definido por • Por exemplo:

• com R_b=106 _{e #bits=4x10}6 _{, temos T}

x=4 s b b x

bits

T

R

bits

T



#



#

.

1. Sistemas de Comunicação Digital



Meios de transmissão

1. Sistemas de Comunicação Digital

UTP – Unshielded Twisted Pair - Unscreened Twisted Pair

STP – Shielded Twisted Pair - Screened Twisted Pair Dois condutores elétricos entrelaçados formam o par

Um cabo contém vários pares

1. Sistemas de Comunicação Digital



Meios de transmissão

1. Sistemas de Comunicação Digital



Meios de transmissão

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

1. Sistemas de Comunicação Digital

1. Sistemas de Comunicação Digital

1. Sistemas de Comunicação Digital

2. Exemplos de Aplicações

• ADSL

• Redes de computadores (IPL-ISEL)

• LAN - Local Area Network • WAN – Wide Area Network

• Wi-Fi • WiMax • IrDA • Bluetooth • GSM • GPS, ....

2. Exemplos de Aplicações

• Cenário típico de aplicação

2. Exemplos de aplicações

2. Exemplos de aplicações

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

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

Versão Ritmo de transmissão

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 64-16-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

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

• Balanced (differential) 2-wire interface running over either a: • Shielded Twisted Pair (STP), Un-shielded Twisted Pair (UTP).

2. Exemplos de aplicações

• TDT – Televisão Digital Terreste

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