Dados Digitais, Sinais Analógicos

• Ex: Sistema de Telefonia Pública– 300Hz até 3400Hz– Uso de modem (modulator-demodulator)

• Modulação Analógica– Amplitude shift keying (ASK)– Frequency shift keying (FSK)– Phase shift keying (PSK)– Quadrature Amplitude Modulation (QAM)

• Processo pelo qual são modificadas uma ou mais características de uma onda denominada de PORTADORA

Modulação Analógica

Padronização ITU-T

Modem V.34 (33600bps)

Modem V.90 (56000bps)

• Valores representados por diferentes amplitudes da portadora

• Geralmente uma das amplitudes é igual a zero– Ou seja, a presença e a ausência da portadora é

utilizada

• A amplitude pode ser modificada durante a trasmissão (maior ocorrência de erros)

• Até 1200bps em canais de voz

ASK (Amplitude Shift Keying)

ASK (Amplitude Shift Keying)

Modula aamplitude

Exercícios

1. Faça a modulação ASK das sequências binárias abaixo (+/- 5V = 1):a) 01010b) 11100

• Valores binários representados por duas diferentes freqüências

• Menos suscetível a erros do que a ASK

• Até 1200bps em canais de voz

• Pode ser utilizada em circuitos de rádio e em LANs com cabos coaxiais

FSK (Frequency Shift Keying)

FSK (Frequency Shift Keying)

Modula afreqüência

FSK on Voice Grade Line

FSK Múltiplo

• Mais do que duas freqüências são utilizadas

• Mais eficiente em termos de largura de banda (mais bits por Hz)

• Mais suscetível a erros

• Cada elemento de sinalização representa mais do que um bit

1. Faça a modulação FSK das seguintes sequências binárias (0=1Hz, 1=2Hz):a) 010101b) 110010

Exercícios

Phase Shift Keying

• A fase da portadora é modificada para representar o dado a ser enviado

• Binary PSK– Duas fases representam dois dígitos binários

• PSK Múltiplo– Mais do que duas fases são utilizadas

representando mais do que um dígito binário

PSK (Phase Shift Keying)

Modula afase

Quadrature PSK (QPSK)

• Cada elemento de sinal representa mais do que um bit:– Ex: mudanças de /2 (90o)– Cada elemento representa 2 bits– Pode utilizar 8 ângulos de fase e possuir mais do

que uma amplitude– modems de 9600bps modem utilizam 12 ângulos,

quatro dos quais possuem duas amplitudes

Exercícios

1. Faça a modulação PSK das seguintes sequências binárias (0=0o, 1=180o):a) 010101b) 110010

2. Faça a modulação PSK das seqüências binárias acima utilizando 4 ângulos de fase (0,90,180 e 270 graus)

• Evolução do QPSK para mais estados (combinações)– Sistemas com 128 e 256 estados já foram

implementados

• Aumento da taxa de transferência para uma certa largura de banda– Aumenta a probabilidade de erros.

QAM (Quadrature Amplitude Modulation)

Constelação QAM

(a) QPSK.

(b) QAM-16.

(c) QAM-64.

Constelação• Representação 2D da quantidade de símbolos utilizados

em uma modulação QAM• Eixos representam o parâmetro fase da portadora

• Pontos em cada eixo representam a amplitude em cada fase

Constelação QAM

8 símbolos(= 8 combinações entre

fase e amplitude)

16 símbolos

5V 10V

10V

5V

5V10V

5V

10V

0o

90o

180o

270o

Número de símbolos (M) e bits codificados (L)

fase amplitude bits/símbolo(L)0o 5V 0000o 10V 00190o 5V 01090o 10V 011180o 5V 100180o 10V 101270o 5V 110270o 10V 111

1

2

34

56

78

M

L = log2(M) => M=2L

L = 3

Número de símbolos (M) e bits codificados (L)

000

001

010 011100101

110

111

QAM Modems

(a) V.32 for 9600 bps (1920 baud)

(b) V32 bis for 14,400 bps

Redes de Computadores

V34 QAM

Exercícios

1. Calcule a quantidade de bits codificados para um modem que possui uma constelação de 32 símbolos

2. Um modem tribit (L=3) possui quantos símbolos em sua constelação

3. Desenhe a constelação de um modem quadribit

4. Quantos bits podem ser codificados em um modem com a constelação a seguir. Desenhe a string codificada por cada ponto.

Baud x Bps

• Taxa de sinalização representa quantas vezes por segundo os símbolos são trocados

• Unidade: baud

• 1baud = 1 símbolo por segundo; 1200 baud = 1200 símbolos por segundo

• Seja um modem que possui uma taxa de sinalização de 1200 baud e que possui 32 pontos (M) em sua constelação. Calcule sua taxa de transmissão.

bits por símbolo = log2(M) = 5 bits/símbolo

C = 5 * 1200 (símbolos/s) = 6000bps

Exercícios

1. Calcule a taxa de transmissão de um modem de 1200 baud quadribit.

2. Um modem possui uma constelação de 64 pontos. Calcule a taxa de transmissão desse modem sabendo que ele possui 2400baud.

3. Calcule quantos baud possui um modem que possui uma constelação de 16 pontos e taxa de transmissão de 19200bps.

4. Em que caso a taxa de sinalização será igual a taxa de transmissão?