FUNDAMENTOS DE REDES: DIGITALIZAÇÃO DE SINAIS ANALÓGICOS Horácio Ribeiro
DETALHES: SÉRIE DE FOURIER
Amplitude (divide pelo nível do harmônico) Freqüência (multiplica com o harmônico)
HARMﾃ年ICOS
HARMﾃ年ICOS:
EXERCÍCIOS
Qual o valor para o terceiro harmônico para um sinal de 30 volts e freqüência de 20 Hz:
Resposta: amplitude 30/ 3 = 10 V freqüência: 20 * 3 = 60 Hz
DIGITALIZAÇÃO DE SINAIS ANALÓGICOS
DIGITALIZAÇÃO Pode-se melhorar o degrau de duas formas: Reduzir o tamanho do degrau suavizar o sinal, fazendo um maior número de medidas (diminuindo o t de observação) Para se ter o sinal de voz de qualidade deve-se ter uma observação de duas vezes a maior freqüência do sinal analógico. para voz (boa qualidade) 4000 Hz então devemos fazer amostragens do sinal de entrada de 8000 vezes. (isto é chamado de oversampling)
DIGITALIZAÇÃO Transformar os sinais em dígitos: O sinal é transformado em sinais. A diferença é chamada de erros de equalização Níveis é o número de bits usados na representação: 8 níveis 2 elevado a 3 três bits Normalmente 7 bits 128 níveis reproduzem a fala humana Para música pode se usar 16 bits. Neste caso podese ter 65536 níveis
DIGITALIZAÇÃO POR NÍVEIS
DIGITALIZAÇÃO
MODULAÇÃO POR CÓDIGO DE PULSOS (PULSE CODE MODULATION – PCM) O sinal de entrada de voz é amostrado 8000 vezes por segundo ( a voz considerada com freqüência de 4000HZ). Neste caso (usando 8 bits de codificação) precisa-se de: 8000 * 8 bits = 64 kbp segundo
Considerando som (amostragem de 8000 vezes por segundo): 8000*16 bits = 128 kbp segundo Considerado som (amostragem de 48 000/segundo e 16 bits) = 16*48 kbits/segundo
MODULAÇÃO POR CÓDIGO DE PULSOS (PULSE CODE MODULATION – PCM) Um circuito digita de 64 kbps (8 BITS * 8000 (amostras por segundo). A tecnologia de modem limita a capacidade (capacidade do modem 33,6 kbps) por isto não podem usar o PCM Alguns produtos trabalham com voz a baixa velocidade: ADPCM = Adaptive differential pulse code modulation ADPCM é uma adaptação : faz amostragens 8000 vezes por segundo e calcula o valor da amplitude com 8 bits. Mas não transmite os 8 bits e sim a diferença com o valor medido anteriormente (usando 4 bits) = 8000*4 =32 Kbitspor segundo
MODEM (ANALÓGICO PARA DIGITAL)
Modelo V 34 + é o modem mais rápido par conseguir taxas de 56 kbps combinam transmissão analógica e digital:
São projetados para reconhecerem de 8 bits (256 níveis) 8000 vezes por segundo. temos 64 kbps. Mas utiliza-se 7 bits tendo-se (7 * 8000 = 56 Kbps), mas devido a ruídos da linha transmite a 33,6 kbps
MULTIPLEXAÇÃO Freqüência mais baixa
Desperdício Desperdício
Freqüência de transmissão Desperdício desperdício Freqüência mais alta
Pode-se usar a banda para mais de uma transmissão
H Z
TRANSMITIR MAIS SINAIS NO MESMO MOMENTO
Chama-se MULTIPLEXAÇÃO Existem duas formas básicas: Multiplexação na freqüência (frequency Division Multipexing – FDM ) Multiplexação no Tempo (Time Division Multiplexing – TDM)
TRANSMISSÃO COM FDM
Deve-se ter um filtro de freqüências:
F A I X A D E
FREQUENCIADO DO SINAL CO FREQUENCIA SINAL CO
FREQUENCIA DO SINAL C1
FREQUENCIA DO SINAL C2
F R E Q U E N C I A
TRANSMISSÃO COM FDM
Deve-se ter um filtro de freqüências:
MULTIPLEXAÇÃO CIRCUCITO DE VOZ (COM BANDA DE 4000hz), 4 CANAIS COM BANDA RESERVADA DE 1000 Hz 0 – 200 (banda reserva) 200 – 900 (faixa de transmissão) 1000 – 1100 (banda reserva) 1200 – 1900 (faixa de transmissão) 1900 - 2100 (banda reservada) 2100 – 2800 (faixa de transmissão) 2800 – 3000 (banda reserva) 3000 - 3700 (faixa de transmissão) 3700 – 4000 (banda reserva)
MULTIPLEXAÇÃO POR FREQUENCIA
TRANSMISSÃO POR FREQÜÊNCIA MULTIPLEXAÇÃO Com FDM – transmitir 64 kbps Pode-se pensar em 16 kbps (64/4) em 4 canais Deve-se ter a banda reserva. Não será possível Canal de 4 000 Hz. Com 20 decibéis de ruído Temos: 64 kbps = Faixa * (log base 2( S/N +1)) 20 = log base 1º = s/n =100 = 2*2*2*2*2*2 = 128 aproximadamente = 2 elevado a 6 64 000 bps= capacidade * 6 = 64000/6 = 11 000 HZ precisa-se de 4 canais de 10000 Hz e 1000 Hz para distribuir em 6 faixas de reserva.
MULTIPLEXAÇÃO NO TEMPO
MULTIPLEXAÇÃO NO TEMPO
OUTRAS MULTIPLEXAÇÃO
MULTIPLEXAÇÃO POR DIVISÃO ESTATÍSTICA DO TEMPO (STDM) – depende do tempo de transmissão (tem uma informação para o equipamento de Multiplexação.
MULTIPLEXAÇÃO POR COMPRIMENTO DE ONDA (WDM) –idêntico a de freqüência e é usado em fibra ótica, e trabalha o comprimento de onda 9trabalha com uma cor gerada por laser (taxa de dados de 622 Mbps). Transmite-se até 128 circuitos gerando até 400 Gbps Multiplexação inversa IMUX (inverse Multiplexing)