Compressão de dados

Objectivos da compressão de dados:
– ocupar menos espaço, ficando mais barata a transmissão;
– a transmissão ser mais rápida (menor tempo de acesso);
– poder processar os dados sequencialmente de forma mais rápida;
– reduzir o tempo e espaço necessários para backups (e portanto o custo).
Por vezes, comprimir os dados é a única forma de viabilizar
aplicações

– Sem a compressão de dados, a transmissão de imagens em canais
com baixa largura de banda (linha telefónica), a utilização de
aplicações como videofones e videoconferência seriam
impraticáveis;

Compressão sem perda de informação:

– A informação é recuperada sem qualquer alteração após o
processo de descompressão;
– Este tipo de compressão é usada em texto e algumas
aplicações multimédia críticas onde a informação é essencial;
– Exemplos: aplicações médicas, trocas de informação entre duas
sucursais bancárias, etc..
– Este tipo de compressão é também designada por compressão
reversível.

Compressão com perda de informação:

– Neste tipo de compressão também designada por irreversível, a
informação descomprimida é diferente da original;
– Técnicas irreversíveis são pouco comuns em ficheiros de dados,
mas existem situações em que a informação perdida é de pouco
ou nenhum valor, como em compressão de voz e imagem, por
exemplo.

Detecção e correcção de erros

Se um erro não é detectado esse pacote será utilizada pelos
níveis superiores originando problemas diversos que se podem
estender até às aplicações;

Uma solução é utilizar um mecanismo de detecção de erros
dito auto-corrector (“error-correcting code”);

A outra solução é pedir ao emissor que efectue a
reetransmissão do pacote (“backward error correction”) – é o
caso do ARQ ("Automatic Repeat Request");

Seja qual for o mecanismo pelo qual se efectua a detecção
de erros envolve geralmente a inclusão no pacote de um
campo contendo informação calculada a partir dos dados;


• Na transmissão:

– 1º - Os dados de informação a serem transmitidos são transformados num
polinómio D(x), em função dos "0"s e "1"s.
– 2º - Ao polinómio D(x) será adicionado no fim o mesmo número de zeros
quanto o grau do polinómio gerador G(x).
– 3º - Fazemos a divisão do polinómio D(x) por G(x).
– 4º - O resto desta divisão R(x) será adicionado no fim da transmissão de
D(x).

• Na recepção:

– 1º - Os dados recebidos serão divididos pelo mesmo polinómio gerador
G(x).
– 2º - Se o resto desta divisão for igual a zero, significa que não houve erros
na transmissão; caso contrário, foi detectado erro na transmissão, sendo
necessário a reetransmissão da informação enviada anteriormente

Ligações síncronas e assíncronas

Síncrona:

– Ocorre a intervalos regulares entre o emissor e o receptor;
– Existe uma linha comum entre ambos pela qual corre um sinal
de relógio digital, que assim coloca ambos em sintonia;
– É a norma para redes locais.

Assíncrona:

– Não é sincronizada;
– Obriga a que cada pacote de dados se identifique e assinale o
seu início e fim;
– Usa-se nas ligações entre dois computadores através de um
cabo série ou na ligação a terminais.

=)

Multiplexação
É um sistema que permite a transmissão de 2 ou mais canais simultâneos por um mesmo meio de transmissão. Os sistemas mais conhecidos de multiplexação são os das estações FM (freqüência modulada) e das estações de TV, onde os sinais de vídeo são transmitidos em AM (amplitude modulada) e os sinais de áudio em FM.
Em sistemas de transmissão por fibra óptica, permitem a transmissão de 2 ou mais canais de informação simultâneas por uma única fibra. Em sistema ópticos são usados basicamente 3 tipos de sistemas de multiplexação:
- FDM - Frequency Division Multiplexing - Multiplexação por Divisão de Freqüências.
- TDM - Time Division Multiplexing - Multiplexação por Divisão do Tempo.
- WDM - Waveligth Division Multiplexing - Multiplexação por Divisão de Onda de Luz.


FDM - Multiplexação por Divisão de Freqüências
Em um sistema FDM, cada canal de informação é associado a uma Portadora específica, com freqüência, fase ou amplitude diferentes, sendo depois multiplexados em um único canal de transmissão através de uma matriz de resistores, sendo depois amplificado.
O sinal resultante é um sinal composto por vários sinais com portadoras discretas, também chamadas de canais intermediários, que são separadas no receptor por filtros e demoduladores, cada um sintonizado em uma freqüência de portadora especifica.
O sistema FDM é muito usado para transmissões de TV à cabo, porém, em sistemas ópticos, pelo fato das fontes ópticas não serem lineares, sua linearidade situa-se entre 0,001 e 0,1%, acabam gerando distorções harmônicas nos sinais transmitidos.
TDM - Multiplexação por Divisão do Tempo
É um sistema de multiplexação onde cada canal de informação é associado à um intervalo de tempo, para que se possa fazer esta associação, cada canal de informação é informação em BUFFER de memória.
A eficiência de modo de transmissão digital multiplexada por TDM é muito maior que a FDM, requer um menor número de repetidores, cerca de um a cada 30 ou 40 km, uma das desvantagem os sistema TDM é que temos que acrescentar ao sinal original uma quantidade de BITs de informação, estes BITs são para o sincronismo de multiplexação e desmultiplexação, detecção de erro e para o gerenciamento da rede. Outra desvantagem é que atualmente a técnica de transmissão por PCM é relativamente cara, mas a atual tendência é a queda nos custos devido ao grande interesse neste sistema.
WDM - Multiplexação por Divisão de Onda de Luz
Através da técnica de multiplexação por WDM, cada canal TDM ou FDM, com vários canais associados pode ser transmitido por uma determinada cor de luz. Esta luz não está dentro do espectro visível de luz, mas sim dentro do infravermelho.
Então canal de luz comporta-se como uma onda portadora, com comprimento de luz diferente, podendo transmitir vários canais TDM ou FDM por comprimento de onda.
A multiplexação por WDM não é usada em redes do tipo LAN, apenas em sistema de telefonia, CATV e telecomunicações intercontinentais.
Nestes sistemas, as taxas de transmissão necessitam de sistemas ópticos complexos, que tornam-se economicamente inviáveis para as redes locais - LAN's.

Modulação e Desmodulação

Modulação

Nos modems a cabo que utilizam o sistema de cabo para fazerem o US, um modulador é utilizado para converter os dados digitais da rede de computador em sinais de rádio-freqüência para transmissão. Este componente é chamado algumas vezes de "modulador de rajadas" - burst modulator - por causa da irregularidade do volume da maior parte do tráfego entre um usuário e a internet. Ele consiste de três partes: uma seção para inserir informação usada para correção de erros; um modulador QAM - vale lembrar que muitos fabricantes estão utilizando a modulação QPSK ou similar na direção do US, uma vez que essa modulação é mais robusta em ambientes de ruído (lembre-se que o canal de US está mais sujeito a ruídos): essa é uma recomendação da norma IEEE 802.14; um conversor digital-analógico (D/A).

Demodulação

Os demoduladores mais comuns têm quatro funções. Um demodulador QAM (quadrature amplitude modulation) recebe um sinal de rádio freqüência que teve a informação codificada a partir da variação da fase e da amplitude e o transforma em um sinal simples que pode ser processado por um conversor analógico-digital (A/D). Esse conversor recebendo o sinal, que varia em tensão e transforma em uma série de bits. Um módulo de correção de erros então checa a informação recebida a partir de um padrão conhecido, de modo que problemas na transmissão possam ser detectados e corrigidos. Em muitos casos, os quadros da rede estão no formato MPEG, de modo que um sincronizador MPEG é utilizado para assegurar que os grupos de dados estão em ordem

Dados e sinais analogicos e digitais

Transmissão analógica

A transmissão de sinais analógicos recorrendo a técnicas baseadas na modulação de portadoras é muito utilizada na difusão de som (radiodifusão) e sinais de televisão. As duas principais técnicas são a modulação de amplitude (AM) e a modulação de frequência (FM).

AM – Amplitude Modulation

Transmissão digital

Nos sistemas de transmissão digital, os sinais podem ser transmitidos utilizando técnicas de modulação em banda base ou técnicas baseadas em portadoras. Em qualquer dos casos a transmissão pode ser binária ou multi-nível.

Nos sistemas de transmissão digital, a qualidade da transmissão é medida através da probabilidade de erro de bit, isto é, da probabilidade de, uma vez transmitido um bit, este seja interpretado pelo receptor de forma errada. Os valores típicos da probabilidade de erro de bit vão de 10^-4 a 10^-9.

Acabou

o resto fica para a próxima aula...

=)

Transmiçoes Simplex,Half-duplex, e Full-duplex

Simplex:Neste caso, as transmissões podem ser feitas apenas num só sentido, de um dispositivo emissor para um ou mais dispositivos receptores; é o que se passa, por exemplo, numa emissão de rádio ou televisão; em redes de computadores, normalmente, as transmissões não são desse tipo.


Half-duplex: É possível apenas enviar ou receber dados, uma coisa de cada vez. Como as transmissões são divididas em pacotes e são concluídas num espaço muito pequeno de tempo, também é possível enviar e receber dados "ao mesmo tempo", mas neste caso a velocidade da rede é dividida entre as duas transmissões: na melhor das hipóteses você poderia baixar um arquivo a 50 megabits e enviar outro a 50 megabits.

Full-duplex: permite que a placa de rede envie e receba dados simultaneamente, permitindo que você baixe um arquivo grande a partir do servidor de arquivos da rede, ao mesmo tempo em que outro micro da rede copia um arquivo a partir do seu. Ambas as transferências são feitas na velocidade máxima permitida pela rede, ou seja, 100 ou 1000 megabits.



E mais um...

Ja só falta um(por hoje)..

Meios Físicos de Transmissão

Cabos
-Eléctricos:

- Cabos de Pares Entrançados:consiste em um ou vários pares de fios de cobre; os dois fios de cada par são entrançados, ou seja, enrolados em torno um do outro, com o objectivo de criar à sua volta um campo electromagnético que reduz a possibilidade de interferências de sinais externos.
Os cabos pares entrançados são cabos do mesmo tipo dos que são usados nas linhas telefónicas. Devido à sua relativa simplicidade e baixo custo, conjugadamente com boas características de transmissão, estes cabos têm sido largamente utilizados quer em redes locais quer em redes alargadas.

-Cabos Coaxiais Este tipo de cabos consiste em diversas camadas concêntricas (daí deriva a designação de coaxial) de condutores e isolantes: um núcleo de cobre relativamente espesso, envolto por um isolador, o qual, por sua vez, é rodeado por uma rede ou malha metálica, e, por fim, tudo isso contido dentro de um invólucro externo do plástico ou PVC. Trata-se de de cabos do mesmo tipo dos que são usados em aparelhos de televisão (para ligação à antena) ou em aparelhos de vídeo.



Opticos: Os cabos de fibra óptica diferem dos cabos eléctricos porque transmitem os dados através de sinais ópticos (fotões), em vez de ser através de sinais eléctricos (electrões). Os cabos de fibra óptica consistem em núcleos de fibras de vidro ou plástico especial (dióxido de sílica puro); essas fibras são rodeadas por um revestimento (cladding) que possui um grau de refracção diferente em relação ao núcleo; o conjunto é envolto por um revestimento externo. Os sinais luminosos são transmitidos no interior das fibras incluidas no núcleo, mas com a contribuição do seu revestimento (cladding), que reflecte a luz de modo a que ela seja transmitida através da fibra, com um reduzido índice de perda ou dissipação (que, contudo, não pode eliminar-se completamente). As características das fibras ópticas tornam-nas um excelente meio para a transmissão de dados (sinais digitais), uma vez que: ►é completamente imune a interferências electromagnéticas; ►permite transportar os sinais digitais sem perdas através de distâncias superiores ás conseguidas por outros tipos de cabos; ►proporcionam taxas de transmissão mais elevadas do que qualquer outro meio; ►as fibras podem ser agrupadas em número elevado num mesmo cabo, mantendo um espessura reduzida (por exemplo, 1000 fibras por cabo).


E acabou... vejam bem a trabalheira que a prof. nos deu.... =)