Transmissão de dados - Os modos de transmissão

Abril 2015

Os modos de transmissão

Para uma transmissão dada numa via de comunicação entre duas máquinas, a comunicação pode efectuar-se de diferentes maneiras. A transmissão define-se por:

  • sentido das trocas
  • modo de transmissão: trata-se do número de bits enviadas simultaneamente
  • sincronização: trata-se da sincronização entre emissor e receptor

Ligações simplex, half-duplex e full-duplex

De acordo com o sentido das trocas, distinguem-se 3 modos de transmissão :

  • A ligação simplex caracteriza uma ligação na qual os dados circulam num só um sentido, ou seja do emissor para o receptor. Este tipo de ligação é útil quando os dados não têm necessidade de circular nos dois sentidos (por exemplo, do seu computador para a impressora ou do rato para o computador…).

Ligação simplex
  • A ligação half-duplex (às vezes chamada ligação de alternância ou semi-duplex) caracteriza uma ligação na qual os dados circulam num sentido ou no outro, mas não os dois simultaneamente. Assim, com este tipo de ligação, cada extremidade da ligação emite por sua vez. Este tipo de ligação permite ter uma ligação bidirectiva que utiliza a capacidade total da linha.

Ligação half-duplex
  • A ligação full-duplex (chamada também duplex integral) caracteriza uma ligação na qual os dados circulam de maneira bidirectiva e simultaneamente. Assim, cada extremidade da linha pode emitir e receber ao mesmo tempo, o que significa que a banda concorrida está dividida por dois para cada sentido de emissão dos dados, se um mesmo suporte de transmissão for utilizado para as duas transmissões.

Ligação full-duplex

Transmissão série e paralela

O modo de transmissão designa o número de unidades elementares de informações (bits) que podem ser transmitidas simultaneamente pelo canal de comunicação. Com efeito, um processador (por conseguinte, o computador em geral) nunca trata (no caso dos processadores recentes) só uma bit de cada vez, permite geralmente tratar vários (na maior parte do tempo 8, ou seja um byte), é a razão pela qual a ligação básica num computador é uma ligação paralela.

Ligação paralela

Designa-se por ligação paralela a transmissão simultânea de N bits. Estas bits são enviadas simultaneamente para N vias diferentes (uma via é, por exemplo, um fio, um cabo ou qualquer outro suporte físico). A ligação paralela dos computadores de tipo PC necessita geralmente 10 fios.

Ligação paralela



Estas vias podem ser :

  • N linhas físicas: neste caso, cada bit é enviada para uma linha física (é a razão pela qual os cabos paralelos são compostos de vários fios em cobertura)
  • uma linha física dividida em vários sub-canais por partilha da banda concorrida. Assim, cada bit é transmitida numa frequência diferente…

Dado que os fios condutores estão próximos numa cobertura, existem perturbações (nomeadamente a elevado débito) que degradam a qualidade do sinal…

Ligação em série


Numa ligação em série, os dados são enviados bit a bit na via de transmissão. Contudo, já que a maior parte dos processadores trata as informações de maneira paralela, trata-se de transformar dados que chegam de maneira paralela em dados em série a nível do emissor, e contrariamente a nível do receptor.

Ligação série



 

Estas operações são realizadas graças a um controlador de comunicação (na maior parte do tempo
, um chip UART, Universal Asynchronous Receiver Transmitter). O controlador de comunicação funciona da maneira seguinte:

  • A transformação paralelo-série faz-se graças a um registo de desfasamento. O registo de desfasamento permite, graças a um relógio, deslocar o registo (o conjunto dos dados presentes em paralelo) para uma posição à esquerda, e seguidamente emitir a bit de peso forte (a mais à esquerda) e assim sucessivamente:

transformação paralelo-série
  • A transformação série-paralelo faz-se quase da mesma maneira graças ao registo de desfasamento. O registo de desfasamento permite deslocar o registo de uma posição para a esquerda a cada recepção de uma bit, e seguidamente emitir a totalidade do registo em paralelo quando este está cheio e assim sucessivamente:

transformação paralelo paralelo

Transmissão síncrona e assíncrona


Dados os problemas que coloca a ligação de tipo paralela, é a ligação série que é mais utilizada. Contudo, dado que só um fio transporta a informação, existe um problema de sincronização entre o emissor e o receptor, ou seja, o receptor não pode a priori distinguir os caracteres (ou mesmo, de maneira mais geral, as sequências de bits) porque as bits são enviadas sucessivamente. Existem então dois tipos de transmissão que permitem remediar este problema :

  • A ligação assíncrona, na qual cada carácter é emitido de maneira irregular no tempo (por exemplo, um utilizador que envia em tempo real caracteres introduzidos no teclado). Assim, imaginemos que só uma bit é transmitida durante um longo período de silêncio… o receptor não poderia saber se se trata de 00010000, ou 10000000 ou ainda 00000100…

Para remediar este problema, cada carácter é precedido de uma informação que indica o início da transmissão do carácter (a informação de início de emissão chama-se bit START) e termina com o envio de uma informação de fim de transmissão (chamada bit STOP, pode eventualmente haver várias bits STOPS).
  • A ligação sincrónica, na qual emissor e receptor são sincronizados pelo mesmo relógio. O receptor recebe continuamente (mesmo quando nenhuma bit é transmitida) as informações ao ritmo em que o emissor as envia. É por isso é necessário que emissor e receptor estejam sincrfonizados à mesma velocidade. Além disso, informações suplementares são inseridas para garantir a ausência de erros aquando da transmissão.



Aquando de uma transmissão sincrónica, as bits são enviadas de maneira sucessiva sem separação entre cada carácter, é por conseguinte necessário inserir elementos de sincronização, fala-se então de sincronização ao nível carácter.

O principal inconveniente da transmissão sincrónica é o reconhecimento das informações a nível do receptor, porque podem existir diferenças entre os relógios do emissor e o receptor. É por isso que cada envio de dados deve fazer-se num período bastante longo de modo a que o receptor o distinga. Assim, a velocidade de transmissão não pode ser muito elevada numa ligação sincrónica.

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Transmissao-de-dados-os-modos-de-transmissao.pdf

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