Checksum

Checksum ou soma de verificação é uma codificação usado para verificar a integridade de dados transmitidos através de um canal com ruídos ou armazenados.

Isto é feito a partir da soma de verificação dos dados antes do envio ou do armazenamento deles, e calculá-los ao recebê-los ou recuperá-los do armazenamento. Se o valor obtido é o mesmo, as informações não sofreram alterações e portanto não estão corrompidas.

Técnicas de correção e detecção de erros em transmissões digitais-Verificação de caridade

Método de paridade

O método de paridade é o mais utilizado na detecção de erros.

Este método não tem segredo algum, é fácil de entender ,consiste em ser adicionado, pelo transmissor, um bit de redundância (bit de paridade) após ou antes da sequência de bits que pertence à mensagem. Esse bit adicionado segue a seguinte regra:

  • caso apareça o bit “1” número impar de vezes é adicionado 1, exemplo: 0100101 paridade = 1;
  • caso apareça o bit “1” número par de vezes é adicionado 0, exemplo: 01001010010100, paridade = 0;

Vamos aqui dar um exemplo que dê certo. O caractere H na mensagem “Hello world” é dado em bits por: 100001. Em seguida, o bit de paridade é calculado e depois enviado: 100001x, ou seja, existem dois bit “1” então seu bit de paridade é par, adicionando bit de paridade “0”, sendo enviado: 10000010. No receptor, esse calcula a paridade da mensagem enviada com o bit de paridade x adicionado, observa que x = paridade então determina mensagem correta.

Em caso de erro, vamos citar um exemplo. Há o envio do bit “00101”, sendo primeiro “0” como o bit de paridade, porém o receptor recebe o seguinte código: “00001”, ou seja, o circuito de verificação de paridade percebe que há apenas um único “1”, isto é impar, então é detectado o erro

Glossário

Internet-A Internet é uma rede mundial que interliga milhões de computadores em todo o mundo.

Ethernet-Ethernet é uma tecnologia de interconexão para redes locais- Rede de Área Local – baseada no envio de pacotes.

Intranet-É uma rede de computadores privada que assenta sobre a suite de potrocolos da Internet, porém, de uso exclusivo de um determinado local, como, por exemplo, a rede de uma empresa, que só pode ser acessada por seus usuários internos.

Clock-Em eletrónica e especialmente em circuitos digitais, o clock é um sinal usado para coordenar as ações de dois ou mais circuitos eletrónicos. Um sinal de clock  varia entre os estados alto e baixo.

Técnicas de Codificação:Manchester;Manchester normal e Manchester Diferencial

Manchester

Este código de linha, à semelhança do RZ, também apresenta um Duty Cicle de 50%. Logo necessita do dobro da largura de banda em relação ao código NRZ.
Existem 2 tipos de codificações Manchester.

1-Manchester Normal

Os limites da onda deste tipo de codificação estão entre 1 e -1. Neste código de linha, as decisões são sempre tomadas a meio de cada bit. Assim as transições entre 0->1 e 1->0 ocupam a largura de um bit desde o meio do bit anterior até ao meio do bit seguinte. As restantes transições, 0->0 e 1->1, ocupam apenas meio bit. É usado em Ethernet.

2-Manchester Diferencial

Os limites da onda neste tipo de codificação estão entre -1 e 1. À semelhança do anterior, as decisões são sempre tomadas a meio de cada bit. A diferença aqui reside nas transições entre bits serem codificadas de forma diferente do anterior. Assim, as transições entre 0->1 e 1->1 ocupam a largura de um bit desde o meio do bit anterior até ao meio do bit seguinte. As restantes transições, 0->0 e 1->0, ocupam apenas meio bit. É utilizado em Token Ring.

Técnicas de Codificação:NRZ unipolar , NRZ bipolar e RZ

NRZ:
O código de linha Non Return Zero indica que o sinal não necessita  obrigatoriamente de ir a zero entre transições de bit, isto significa que tem o Day Cycle de 100%. Nesta codificação existem três tipos:
   NRZ UnipolarEsta técnica de codificação é a maís simples. Os limites da onda estão sempre entre 0 e 1 e tomam o valor de 1 quando o bit é 1 e quando o bit a codificar é 0 toma o valor de 0. Esta tecnica é utilizado para gravação digital em suportos magnécticos.
NRZ PolarEsta técnica de codoficação apresenta as mesmas vantagens e desvantagens do NRZ Unipolar. Os limites da onda nesta codificação e -1 e 1. O valor 1 quando o bit a codificar é 1 e o valor -1 quando o bot a codificar é 0.
NRZ Bipolar:Técnica de codificação resolve o problema relativo à componente DC mas sofre igualmente a perda de sincronismo com facilidade. Os limites da onda nese tipo de codificação entre -1, 0, 1. Toma o valor 0 quando o bit a codificar é 0 e toma o valor 1 e -1 alternadamente quando o bir a codificar é 1.

NRZ Unipolar:

NRZ Polar:

NRZ Bipolar:

Vantagens da transmição de sinais:Analógico e Digital

-Vantagens do sinal Analógico:

-Uma das principais vantagens do sinal analógico é que têm poder de definir quantidade infinita de dados.

-Densidade dos sinais analógicos é muito mais elevada, em comparação com os digitais.

-Os sinais analógicos têm fácil processamento.

-Vantagens do sinal Digital:

-Devido à sua natureza digital que pode viajar mais rápido em mais de linhas digitais.

-Capacidade de transferência de dados mais em relação ao análogico.

Bit Rate

Bit rate ou bitrate significa taxa de bits ou taxa de transferência de bits. Nas telecomunicações e na computação, o bit rate (às vezes escrito como bitrate) é o número de bits convertidos ou processados por unidade de tempo. O bit rate é medido em ‘bits por segundo’ (bps ou b/s), muitas vezes utilizado em conjunto com um prefixo , como kbps, Mbps, Gbps, etc., de acordo com o seguinte:

  • 1.024 bps = 1 kbps (1 kilobit ou mil bits por segundo)
  • 1.048.576 bps = 1 Mbps (1 megabit ou 1 milhão de bits por segundo)
  • 1.073.741.824 bps = 1 Gbps (1 gigabit ou um bilhão de bits por segundo)

O bit rate útil de uma comunicação refere-se à capacidade de transferência de um canal excluindo os dados de controle transmitidos (para correcção de erros, etc).

Grandezas e medidas:décibel,largura de banda e TROUGHPUT

O Decibel

A medida decibel (dB) é a razão entre duas quantidades, podendo ser usada numa grande variedade de medições, como por exemplo medições em acústica, física e electrónica, mas também é muito usado na medição da intensidade dos sons. Uma particularidade desta medida, é o facto de ser adimensional , assemelhando-se à percentagem. O decibel é uma medida logarítmica . O decibel é uma medida relativa que permite representar relações entra duas grandezas de mesmo tipo, como por exemplo relações de potências, tensões, correntes, e qualquer outra relação adimensional. Consequentemente, o decibel, permite definir ganhos e atenuações, relação sinal/ruído, dinâmica, entre outros.

Vantagens da utilização do dB


  • É mais vantajoso somar os valores em dB nas etapas sucessivas de uma sistema, do que multiplicar os seus factores de multiplicação.
  • Uma vez que o decibel é uma medida logarítmica, é mais vantajosa a sua utilização, pois o ouvido humano tem resposta logarítmica.
  • Em telecomunicações são muito utilizados números extremamente grandes ou extremamente pequenos. O uso de logaritmos torna estes números pequenos e fáceis de manipular, transformando os produtos em somas e as divisões em subtracções.

Largura de Banda

A Lagura de Banda é uma medida expressa em Hertz sendo, numa definição simplificada e um pouco vaga, a diferença entre a maior frequência e a menor frequência que o canal suporta. Uma maneira de compreendermos melhor o significado da largura de banda é pensarmos no ouvido humano. Existe uma frequência de sons abaixo da qual não conseguímos ouvir e outra frequência de sons acima, que também não é audível pelo ouvido humano. A diferença entre as duas frequências é considerada a largura de banda do ouvido humano. No campo das telecomunicações, largura de banda de um canal é importante, pois determina os valores das frequências que podem passar por esse mesmo canal, valores esses que têm implicações no número de portadores que se podem usar na modulação. A relação entre a largura de banda e a transmissão do canal é que quanto maior for a largura de banda, mais o canal pode transmitir.

Limitantes essenciais da largura de banda


  • Meio físico de transmissão, na medida em que cada meio tem a sua frequência máxima de transmissão
  • Dispositivos de rede, pois estes apresentam as suas próprias taxas de erro. Se a taxa de erro for de valor elevado, então somos obrigados a colocar um overhead muito grande de controlo de erros em cojunto com os bits a transmitir. Todo este processo faz com que a velocidade de transmissão e a largura de banda sejam reduzidas.

Throughput

Throughput (taxa de transferência) é a quantidade de dados transferidos de um lugar para o outro, ou também a quantidade de dados processados num determinado espaço de tempo. Por exemplo, podemos utilizar o Throughput para nos referirmos à quantidade de dados transferidos nos discos rígidos, usando como unidades básicas de medidas o Kbps, Mbps e o Gbps. O Throughput pode ser traduzido como uma taxa de transferência efectiva de um sistema, podendo ser menor que a taxa de entrava, devido às perds e atrasos do sistema.

Factores determinantes do Throughput


  • Dispositivos de interligação
  • Tipos de dados que estão a ser transferidos
  • Topologias de rede
  • Número de utilizadores na rede
  • Computadores utilizados
  • Ruído

Técnicas de Conversão Analógico Digital

Amostragem-

Esta fase consiste em retirar amostras do sinal a uma cadência suficiente para representar sinal após a digitalização.

Quantização-

As sequências de amostras, resultantes da amostragem, são transformadas numa outra sequência cujas amplitudes fazem parte de um conjunto finito de valores. São chamados os níveis de quantização, separados uns dos outros por degraus de quantização. Cada amostra é substituída pelo valor do nível quantização que lhe tiver mais próximo. A com versão e feito por um circuito conversor analógico-digital (A/D)

Codificação-

A codificação é o processo pelo qual os valores quantizados são convertidos(codificados) em bits (zeros e uns). É o processo responsável para converter os sinais analógicos em digitais, segundo formatos necessário  a transmissão e, principalmente incluir no sinal digital o sincronismo do relógio, indispensável para transmissão. Desta forma, garante que não existe perda de sincronismo entre o emissor e o receptor.

Sinais Analógicos e Digitais

Sinal analógico é um tipo de sinal contínuo que varia em função do tempo. Um velocímetro analógico de ponteiros, um termómetro analógico de mercúrio,•é exemplos de sinais lidos
de forma directa sem passar por qualquer descodificação complexa. Para entender o termo analógico, é útil contrastá-lo com o termo digital. Sendo assim, entre zero e o valor máximo, o sinal analógico passa por todos os valores intermediários possíveis (infinitos), enquanto o
sinal digital só pode assumir um número predeterminado (finito) de valores.

Sinal Digital é um sinal com valores discretos (descontínuos) no tempo e em amplitude. Isso significa que um sinal digital só é definido para determinados instantes de tempo, e que o conjunto de valores que pode assumir é finito.

A Digitalização de sinais analógicos é obtida com três processos: 1. Amostragem: Discretização do sinal analógico original no tempo. 2. Quantização: Discretização da amplitude do sinal amostrado. 3. Codificação: Atribuição de códigos (geralmente binários) às amplitudes do sinal quantizado
A transmissão de um Sinal Digital do tipo binário é uma sequência de
dois níveis de impulsos de tensão ou de corrente com amplitude definida, e sucedendo-se a intervalos de tempo regulares. A sua transmissão ao longo dos circuitos de telecomunicações, exige contudo uma grande largura de banda. Não estando as linhas dos circuitos telefónicos tradicionais preparadas ainda em grande parte para fazer face a esta exigência, usam-se assim com frequência,
dispositivos que convertem os Sinais Digitais que representam Dados de natureza Digital (como os armazenados sob a forma de ficheiros, no interior dos computadores)
em Sinais Analógicos com largura de banda relativamente reduzida.