teleprocessamento princípios transmissão de dados aula 04 prof. eduardo leivas bastos...
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Teleprocessamento
Digital e Analógico
• Dado – Entidade que possui significado
• Sinal– Representação eletromagnética do dado
• Transmissão– Comunicação do dado pela propagação e
processamento de sinais
Teleprocessamento
Dado e Sinal
• Geralmente usam-se:– sinais digitais para transporte de dados digitais– sinais analógicos para transporte de dados analógicos
• Pode-se utilizar sinais analógicos para o transporte de dados digitais– Modem
• Pode-se utilizar sinal digital para o transporte de dados analógicos – Compact Disc audio
Teleprocessamento
Sinais Analógicos transportando dados analógicos e digitais
Teleprocessamento
Sinais Digitais transportando dados analógicos e digitais
Teleprocessamento
Conversão da Voz em Sinal Analógico
Teleprocessamento
Conversão PC em Sinal Digital
Teleprocessamento
“um sinal arbitrário transmitido em um meio com largura de banda W Hz pode ser completamente reconstruído a partir da amostragem do sinal resultante com uma freqüência de 2W Hz ”.
• Ex: A voz analógica é transmitida em uma largura de banda de 4KHz. Ela pode ser completamente reconstruída com uma taxa de amostragem de 8000 amostras/s (= 2 x 4000Hz). Essa é a base da técnica PCM, onde cada canal de voz ocupa 64kbps
Teorema de Nyquist
Teleprocessamento
• Capacidade do canal é a taxa de transmissão máxima (em bps) que ele suporta
• Segundo Nyquist, a limitação da capacidade do canal é APENAS dependente de sua largura de banda (o canal é tido como livre de erros).
• Para uma dada largura de banda W é possível aumentar a capacidade do canal (C) aumentando-se o número de níveis de sinalização (M)
Capacidade do Canal - Nyquist
C = 2W log2(M)
Teleprocessamento
• Pode-se aumentar a capacidade de transmissão do canal aumentando-se o número de níveis de sinalização (M) (codificação multinível)– 2 níveis representam dois símbolos (0 e 1)
– 4 níveis representam quatro símbolos diferentes (00,01,10,11)
Níveis de Sinalização
bits/M = log2 M
• Um canal com 8 níveis de sinalização é capaz de representar log2(8) = 3bits codificados por nível
Teleprocessamento
Capacidade do canal de voz (Nyquist)
C = 2W log2 (M)
Canal telefônico (W) = 3100Hz
M Capacidade (bps)2 62004 124008 2480016 49600... ...
Teleprocessamento
• baud rate versus bit rate (bps):– baud rate: número de transições de níveis (M) por segundo (taxa de
sinalização)
– bit rate: número de bits transmitidos por segundo
• Linha de b baud não necessariamente transmite b bps– depende da codificação utilizada (cada nível M pode representar vários
bits)
• Ex:
– Com M=32 e 1200 baud é possível transmitir C=log2(32)*1200 bps = 6000bps
– Calcule a taxa de transmissão (bps) de um canal que possui M=16 e 2000 baud
Taxa de sinalização e transmissão
Teleprocessamento
• Shanon introduz a influência do ruído (térmico)– relação entre a potência do sinal e a potência do ruído– expresso em dB (decibels)
• Capacidade máxima do canal, em bps, é dada por:
C = W log2(1 + S/N) C: Capacidade do canal
W: Largura de banda do canal
S/N : razão sinal/ruído (dB)
Capacidade do canal (Shannon)
Teleprocessamento
• Exemplo: linha telefônica– Canal de 3100Hz– S/N = 30dB (razão 1000)
C = B log2 (1 + S/N)
C = 3100 log2 (1 + 1000)
C = 30898,40 bps
x = 10 log 10 (S/N)
30 = 10 log 10 (S/N)
3 = log 10 (S/N)
S/N = 10^3 = 1000
Capacidade do canal de voz (Shannon)
Teleprocessamento
• Calcule a taxa máxima de transmissão (C) de um canal de 50Hz que possui 40dB de S/N
• Calcule a taxa máxima de transmissão (C) de um canal de voz que possui S/N = 500
• Calcule a taxa máxima de transmissão (C) de um canal de voz que possui S/N de 35dB
• Quantos dB de S/N possui um canal de voz que possui capacidade máxima de transmissão igual a 20500 bps
Exercícios
Teleprocessamento
Imperfeições na Transmissão