Comunicação Local Assincrona - PUC-SP

PUC-SP PONTIFICIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULO
CURSO DE TÉCNOLOGIA E
MIDIAS DIGITAIS
COMUNICAÇÃO
LOCAL
ASSÍNCRONA
PADRÃO (RS232)
1º Semestre
02004361 Denis de Souza Silva.
Gabriel da Silva.
COMUNICAÇÃO LOCAL
ASSÍNCRONA
Consiste na transmissão de dados binários entre
um remetente e um receptor.
Os dados binários são transmitidos através de
pequenos pulsos elétricos.
A comunicação assíncrona não precisa que os
dispositivos remetentes e receptores estejam
previamente coordenados.
As mensagens são breves para que os
dispositivos de emissão e de recepção não
percam o sincronismo.
A sincronização é feita através de uma
seqüência de bits.
É mais freqüentemente usada para transmitir
dados de caracteres e é ideal para ambientes
onde caracteres são transmitidos a intervalos
regulares.
À comunicação Assíncrona é uma tecnologia
simples e barata, adequada para a transmissão de
caracteres podendo esperar por um tempo
arbitrariamente longo entre transmissão de um
caractere e outro desde que, o receptor esteja
pronto para aceitar dados sempre que eles
chegarem.
Por ser uma tecnologia simples e
barata, a comunicação Assíncrona é
freqüentemente usada para
comunicação de PC a PC e terminais
Host.
CODIFICAÇÃO DE PULSOS
ELETRICOS
Os códigos binários são representados
através de pulsos elétricos.
A alternação desses pulsos elétricos entre
tensões negativas e positivas é que faz a
codificação dos códigos binários 0 e 1.
Para se gerar o código binário
uma tensão negativa.
1 é usado
Para se gerar o código binário
uma tensão positiva.
0 é usado
ESTRUTURA DE UM CARACTER
ASSÍNCRONO
Para se representar um
determinado frame é
preciso um conjunto de
bits.
Cada frame é representado
por sete ou oitos dígitos
Acompanhando cada
conjunto de sete ou oito
bits(caracteres) utiliza-se
um bit de sinalização para
indicar o início (Start) e
outro para indicar o
término (Stop) do frame.
DESCRIÇÃO DE BITS
UM BIT DE INÍCIO: sinaliza que um frame
esta começando e possibilita ao dispositivo
receptor sincronizar-se com a mensagem
(startbits)
BIT DE DADOS: Consistem de 7 ou 8 bits
quando estão sendo transmitidos dados de
caracteres.
BIT DE PARIDADE: opcionalmente
usado como um método grosseiro de
detecção de erros.
UM OU MAIS BITS DE FIM: Sinaliza o
fim do frame de dados (Stop bits) .
•BIT DE PARIDADE
A detecção de erros em transmissão
assíncrona utiliza o bit de paridade. Os
mais comuns são os seguintes:
Representação de um “R” e um “S”.
PARIDADE PAR: O bit de paridade é definido
para assegurar que seja enviado um número
par de bits 1. Se o campo de dados tiver três
bits 1, o bit de paridade será definido em 1
para produzir um total de 4 bits.
PARIDADE IMPAR: O bit de paridade é
definido para assegurar que seja enviado um
número impar de bits 1. Se o campo de dados
tiver três bits 1, o bit de paridade será definido
em 0 para produzir um total de três bits O
PADRÃO
RS-232
CONCEITO
O RS-232 consiste em um padrão que os
hardwares remetentes e receptores
precisam seguir, para que se transmita
dados a qualquer momento e espere por
um tempo arbitrariamente longo antes de
transmitir outra vez.
Foi desenvolvido pela EIA (Associação
das Indústrias Eletronicas),
atendendo as especificações de algumas
outras organizações mundiais como:
ITU –União Internacional de
Telecomunicações
IEEE – Instituto dos Engenheiros
Elétricos e Eletrônicos
Com essa padronização o RS-232 resolve
questões como:
Qual a voltagem de ser usada para a variação
de bits entre 0 e 1.
Qual o tempo mínimo e máximo de ociosidade
entre uma transmissão e outra?
Como saber como hardware remetente e
receptor se comuniquem no mesmo intervalo de
tempo?
DESCRIÇÃO DO
RS-232
DTE:(”Data Terminal
Equipment”)
Equipamentos
processadores que
geram e recebe dados.
DCE: (“Dara Circuit-terminating
Equipment”) Equipamentos que se
encarregam de codificar ou modular os
dados de uma forma adequada as
condições do meio de transmissão
A transmissão de uma seqüência
códigos binários feita através do padrão
RS-232 funciona diretamente como um
meio de comunicação entre o DTE e o
DCE.
Equipamentos como Modem são
considerados como dispositivos DCE.
Fora do ambiente de rede existe diversos tipos de
equipamentos que podem assumir o papel de DCE
recebendo e enviando dados ao DTE, são eles:





Terminais
Impressoras
Teclados
Monitores
Mouses
Em alguns casos a comunicação não existe a
separação entre DTE/DCE.
As interfaces DTE tem fortes limitações é
habitual que o DCE funcione como um
dispositivo periférico diretamente ligado ao
barramento I/O do DTE
LIMITAÇÕES DE
HARDWARE
DISPOSITIVOS RS-232
A variação da voltagem de
sinais elétricos positivos e
negativos deve-se ao fato de
que:
Um dispositivo não pode
produzir uma tensão exata ou
muda-la repentinamente.
A energia elétrica tende a ser
irregular , fazendo com que o
sinal chegue imperfeito.
O RS-232 reconhece a imperfeição do
hardware DCE, com isso ele especifica
quão próximo do formato perfeito de
energia um transmissor pode emitir, e
quão tolerante a imperfeição de um
receptor deve ser.
A transmissão entre DTE e DCE são baseadas
em níveis eletrônicos a 20Kps.
As transmissões RS-232 devem ser feitas
inferior a 15m, sendo que a variação de
voltagem das cargas elétricas devem ser de:


+3V até +12v para código 0
-3V até -12V para código 1
TAXA DE BAUD
ENQUADRAMENTO DE ERROS
TAXA DE BAUD: É a medida de quantas
vezes um sinal de bits pode ser emitido
por segundo, por exemplo um enviado
por um modem é alterado.
TAXA de Bps (bits por segundo):
Significa quantos bits por segundo
foram transmitidos.
A comunicação RS-232 especifica o
número de bits que podem ser
transferidos em um segundo.
As primeiras conexões RS-232 eram de
300bits/s
Atualmente, 19.200bits e 33.600bits
são as mais comuns.
Recordando que, os hardware remetentes e
receptores apesar de não precisarem estarem
previamente sincronizados, eles tem que
concordar no comprimento de tempo em que a
tensão será mantida para cada bit.
Por isso que um hardware de transmissão é
avaliado em bauds, ou seja, o número de bits
por segundo.
Sendo assim os hardware remetente e
receptores devem estar configurado
para usar a mesma taxa de bauds, caso
isso não aconteça ocorrera erros uma
vez que, o temporizador do receptor
não esperará um comprimento de
tempo apropriado para cada bit.
LARGURA DE BANDA
A largura de banda consiste basicamente em como
o sinal de oscilação contínuo que pode ser enviado
através do hardware.
O hardware RS-232 tem uma largura de banda
finita, que são medidas em ciclos por segundos ou
Hertz(HZ).
A largura de banda tem limitações que derivam de
propriedades físicas da matéria e da energia.
Qualquer sistema que usar ondas de rádio, luz som
ou corrente elétrica tem uma mesma limitação de
largura de banda.
TEOREMA DE NYQUIST
Foi descoberto na década de 20 de uma
relação entre a largura de banda de um
sistema de transmissão e o número
máximo de bits por segundo que podem
ser transferidos sobre esse sistema.
Para o esquema de transmissão de dados como
o RS-232 que usa dois valores de tensão para
codificar dados, o teorema estabelece que a
taxa de dados máxima de bits por segundo que
pode ser atingida sobre um sistema de
transmissão de largura de banda B e 2B.
Sendo assim, como o sistema geral de
transmissão usa K valores de tensão possíveis,
em vez de 2 como o RS-232.
O teorema de Nyquist indica que a taxa
de dados máxima em bits por segundos,
D é:
D=2Blog2K
RUIDOS DE
COMUNICAÇÃO
Após a implantação do teorema de
Nyquist os engenheiros observaram
que um sistema real de comunicação
esta sujeito a pequenas interferências
de fundo denominadas ruídos. Tais
interferências impossibilita que se
atinja a taxa máxima teórica de
transmissão.
Foi então que em 1948. Claude Shannon
estendeu o trabalho de Nyquist para
especificar a taxa máxima que poderia ser
conseguida sobre um sistema de
transmissão que introduzisse ruído.
O Resultado chamado de Teorema de
Shannon, pode ser expresso como:
C =Blog2(1 + S/N)
Onde:
C = Limite da capacidade de canal em bits
por segundo
B = Largura de banda do hardware
S = Potência média do sinal
N = Pot6encia média do ruído
Obs: Iniciais S/N são conhecidas como a
relação taxa-para-ruído.
INTERFACE
RS-232
A Interface RS232 possui uma
característica própria para conectar
terminais a modem.
É uma transmissão responsável pela
orientação de dados em um enlace de
dados ponto a ponto.
Tais transmissões podem ser:
TRANSMISSÃO SIMPLEX
Neste modo de operação
o fluxo se dá em único
sentido, tendo em uma
extremidade apenas um
dispositivo transmissor e
do outro lado um
dispositivo receptor.
Transmissões de rádio e
televisão são exemplos de
transmissão simplex.
TRANSMISSÃO SEMI-DUPLEX
OU HALF-DUPLEX
Neste modo de operação o
fluxo de informação ocorre
em ambos sentidos mas
de forma alternada, ou
seja, ora se dá em um
sentido , ora em outro,
porém nunca de forma
simultânea. Como exemplo
poderíamos citar o sistema
de rádio do tipo walk-talk.
TRANSMISSÃO FULL-DUPLEX
Neste modo de operação onde a
transmissão acontece nos dois
sentidos, de forma simultânea.
Poderíamos entender uma linha
full-duplex como funcionalmente
equivalente a duas linhas simplex
uma em cada direção. Uma linha
full-duplex pode transmitir mais
informações por unidade de
tempo que uma linha half-duplex,
considerando-se a mesma taxa
de transmissão de dados.
Em muitas aplicações RS-232, existe a necessidade
da informação fluir ao mesmo tempo nas duas
direções. EX: conectar um terminal ASCII a um
computador, a informação vai do teclado ao
computador e ao mesmo tempo do computador para
a tela.
MEIOS
DE
COMUNICAÇÃO
Quanto a maneira de como a
informação é seqüenciada pelo
meio de comunicação podemos
ter:
Comunicação Serial: é uma
comunicação serial a transferência de
dados BIT a BIT, enviando um bit de
dados pelo cabo de cada vez.
Neste modo de transferência utilizandose de portas seriais. A porta é um
soquete, instalado na parte traseira do
computador ou equipamentos.
A porta serial tem 9
ou 25 pinos e é
conhecida como
conector-macho
(Conector RS-232).
As portas seriais
podem enviar
informações de
maneira confiável a
mais de seis metros.
Neste tipo de porta se
conecta um mouse,
modem, scanner ou
eventualmente uma
impressora.
O computador rotula
internamente cada
porta serial com as
letras COM.
Em 1996 uma indústria
lançou um novo padrão de
portas de comunicação.
O padrão USB. É um padrão
de barramento externo ao
computador para conexão
de periféricos como modem
ADSL, teclados impressoras,
joysticks, etc através de um
único plug padronizado.
A idéia é acabar com a
enorme quantidade de
cabos que saem do
gabinete do micro.
É totalmente plug and
play (ligue e use) e
permite a conexão
simultânea de até 127
periféricos
Como só há um único plug USB na
placa-mãe, a conexão de mais de um
periférico será feita graças à existência
de concentradores USB com várias
portas USB para a “expansão”do
esquema de conexão.
Comunicação Paralela: Em
uma comunicação paralela à
transferência dos dados é feita
BYTE A BYTE, enviando um
byte de dados pelo cabo de
cada vez.
Neste modo de transferência
utiliza portas paralelas.
No modo de transferência paralelo a
taxa de transmissão é no mínimo oito
vezes superior a serial, pois enquanto
em uma transmissão serial é
transmitido um BIT na paralela são
transmitidos oito. (um byte).
Possui 25 furos e é conhecida
como conector fêmea (conector
RS232).
Esse tipo de porta pode
conectar uma impressora,
unidade de fita magnética , Zipdrive, Cd-room externo ou
modem externo.
As portas paralelas não podem enviar
informações de maneira confiável a
mais de 6m.
Um cabo ligado a porta paraplea tem 25
pinos.
O computador rotula inteiramente cada
porta paralela com as letras LPT.
CONECTOR RS-232
DESCRIÇAO
DB25
DB9
Existe dois tipos de conectores para a
Interface Rs-232, são eles os conectores de
25 pinos(DB25) e os de 9 pinos (DB9).
FUNÇÃO DE CADA PINO
Cada um dos 9 ou 25
pinos de um conector
tem uma designação
especifica dentro da
conexão DTE/DCE.
protocolos dos DB25 e DB9
25 PIN
=====================
O 2 Tx....DTE---->----O 3 Rx....DCE----<----O 4 RTS...DTE--->---O 5 CTS...DCE---<---O 6 DSR...DCE---<---O 7 GND...DTE--------O 8 DCD...DCE----<--O 20 DTR...DTE--->--O 22 RI....DCE-----<---
9 Pin
==================
O 1 DCD...DCE---<---O 2 Rx....DCE----<----O 3 Tx....DTE----->---O 4 DTR...DTE-->---O 5 GND...DTE-------O 6 DSR...DCE---<---O 7 RTS...DTE--->---O 8 CTS...DCE---<---O 9 RI....DCE----<----
Sinais do DB9
RX - é o sinal de recepção de dados (RECEIVED DATA)
TX - é o sinal de transmissão de dados (TRANSMITED DATA)
GND - sinal de ligação à terra (SIGNAL GROUND)
RTX – sinal que pede permissão para transmissão de dados
(REQUEST TO SEND)
CTX – sinais que concede permissão para transmitir dados
(CLEAR TO SEND)
DTR – indica que o terminal está pronto (DATA TERMINAL
READY).
DSR – indica que o modem está pronto (DATA SET READY)
DCD – detecta se ‘há algum bit de transporte de dados
(CARRIER DETECT)
RI – detecta novas ligações (RING INDICATOR)
Todos os sinais interpretados relativamente ao
potencial de referência ( 0 V) no pino 7 (“Signal
Ground”) seja qual for o tipo de ligação os pinos
devem estar sempre ligados.
O circuito BA é normalmente conhecido por “TxD”,
destina-se ao envio de dados DTE para o DCE. O
circuito BB (“RxD”) permite transferência de dados
em sentido inverso. A existência de dois circuitos
paralelos permite a transmissão “full-duple”.
Os circuitos D são circuitos de relógio destinados às
transmissões sincronas. As transmissões de nível
nestes circuitos correspondem ao centro dos bits
que estão a ser transmitidos nos circuitos de dados.
O Circuito DA e DB transmitem o sinal de sincronismo
associado ao circuito BA (DTE para DCE). O circuito
DD transmite o sinal BB (DCE para DTE). O sinal DA
;e emitido pelo DTE e pode ser usado pelos DCE para
para a sincronização do circuito BB (relógio externo,
nesse caso o DCE não necessita de gera o sinal de
sincronização do circuito DD.
Os restantes circuitos são normalmente
divididos em dois grupos:
A (CC, CD e CE)
B (CA, CB e CF)
Sendo que:
Os circuitos do grupo A determinam
disponibilidade geral do DTE e do DCE.
Os circuitos do grupo B determinam a
disponibilidade do DTE e DCE para
transferir dados.
Circuito
Designação
Sentido
Fianlidade
CC
Data Set Ready
DCE para DTE
O DCE esta pronto
(operacional)
CD
Data Terminal Ready
DTE para DCE
O DTE está pronto
CE
Ring Indicator
DCE para DTE
Indica que o DCE está a
receber um sinal de
chamada
CA
Request to Send
DTE para DCE
O DTE pretende
transmitir
CB
Clear to Send
DCE para DTE
O DTE pode emitir
(Resposta ao sinal
anterior)
CF
Carrier Detect
DCE para DTE
O DCE está pronto a
receber uma portadora
Quando as distâncias
entre dois DTE é
reduzida (Inferior a
15m) é possível usar
este tipo de interface
para interligar
diretamente os dois,
eliminando os dois DCE.
Este tipo de ligação é
conhecida por “nullmodem”.
Material de Apoio
Livro: Redes de computadores e Internet
Comer, E.Douglas
Cap. 04 (Pag. 45 a 53)
Pesquisas na Internet
www.dei.isep.ipp.pt/~andre/documentos/dte.html
www.treinar.com.br/VisaoGeral/cap2-1.htm
www.unipt/homepages/ei960065redestra.htm
http://redes.ucptel.tche.br/ensino/arq-redes/sinctransm.html