Interligação de Terminais com Modem - pcs.usp.brlabdig/pdffiles_2014/interligacao-modem.pdf · transmissão de dados é constituído por uma fonte de dados a serem transmitidos,

EPUSP — PCS 2308/2355 — Laboratório Digital

Interligação de Terminais com Modem (2014) 1

RESUMO

O objetivo desta experiência é a familiarização com um elemento básico em equipamentos de

transmissão de dados: o MODEM (MOdulador - DEModulador). Nesta experiência será analisado o

funcionamento do circuito integrado Am7910, uma pastilha fabricada pela AMD (Advanced Micro

Devices). Como complemento desta experiência, terminais de duas bancadas serão interligados para

transmissão de dados entre si.

OBJETIVOS

Após a conclusão desta experiência, os seguintes tópicos devem ser conhecidos pelos alunos:

Protocolo de comunicação serial (RS-232C);

Modulação de sinais;

Modem.

1. INTRODUÇÃO TEÓRICA

São apresentados, nos itens seguintes, os aspectos importantes relacionados a sistemas de comunicação

de dados, necessários à compreensão das aplicações do MODEM. Depois de uma breve introdução de

conceitos básicos, apresenta-se mais aprofundadamente os MODEMs. Então, apresentam-se as formas de

transmissão assíncrona e síncrona, as técnicas de modulação. Ao final, é mostrado um protocolo de

comunicação serial.

1.1. Conceitos Básicos

Vários conceitos são apresentados aqui, referentes a aspectos da comunicação de dados e a transmissão

de sinais via modem.

TRANSMISSÃO DE DADOS: esse termo refere-se à transmissão eletrônica, entre dois pontos

distintos, de informações codificadas. Dentre as aplicações mais comuns onde se utiliza a transmissão

de dados, destacam-se: sistemas conversacionais de tempo partilhado, sistemas de aquisição de

dados, sistemas de controle de processos, etc.

BANDA DE UM CANAL: é um parâmetro importante para caracterizar um canal de transmissão, ela

define a faixa de freqüências que pode ser utilizada em cada canal de comunicação. Geralmente,

quanto mais larga a banda de um canal, maior é a velocidade permitida para a transmissão. Essa

velocidade usualmente é medida em baud, taxa de transmissão de símbolos. Em casos particulares,

tem-se que 1 baud = 1 bit/seg; em outros casos, um símbolo pode representar um número maior de

bits (seção 1.4). As velocidades de transmissão de dados dependem da particular aplicação e podem

variar entre dezenas de bits/segundo até milhões de bits/segundo.

TRANSMISSÃO DIGITAL: a transmissão digital pode ser usada para sinais digitais ou sinais de voz

analógicos codificados. Em ambos os casos, a informação é enviada pelos canais de comunicação como

uma cadeia de pulsos. Quando o ruído e a distorção ameaçarem destruir a integridade da cadeia de

pulsos, estes são detectados e regenerados. Se o processo de regeneração for repetido

adequadamente, o sinal recebido será, então, uma réplica exata do transmitido. Os pulsos transmitidos

num canal de comunicação são distorcidos, basicamente, por capacitâncias e indutâncias da linha. Esse

fenômeno é tanto mais acentuado quanto mais longa a linha ou maior a taxa de transmissão, o que

torna mais difícil a interpretação.

Interligação de Terminais com Modem

Versão 2014



ELEMENTOS DE UM SISTEMA DE TRANSMISSÃO DE DADOS: normalmente, um sistema de

transmissão de dados é constituído por uma fonte de dados a serem transmitidos, um transmissor, um

canal de transmissão, um receptor e um elemento destinatário dos dados. Muitas vezes o dispositivo

utilizado para compatibilizar os dados binários com o canal de transmissão é o MODEM, que

transforma o sinal digital em sinal analógico (senoidal) e vice-versa. Estes elementos estão indicados

na figura 1.1.

ENLACE ou CANAL DE COMUNICAÇÃO (ou TRANSMISSÃO): é o caminho para a transmissão de

sinais entre dois ou mais pontos. Um canal de comunicação pode ser constituído por fios, fibras ópticas,

cabo coaxial ou uma parte específica do espectro de rádio-frequências. O objetivo do canal é

transportar informações de um ponto a outro. Todos os canais de transmissão apresentam limitações

quanto à sua capacidade de manipular as informações. Essas limitações dependem das suas

características físicas e elétricas. Outro dado importante dos meios de comunicação é a sua velocidade

de propagação, pois limita os atrasos mínimos na comunicação. Por exemplo, a velocidade de

propagação na fibra óptica é de 0,66c, no par trançado é de 0,585c, no cabo coaxial (Thick Ethernet)

é de 0,77c (onde c=3x108 m/s, representa a velocidade da luz no vácuo).

COMPUTADOR(TRANSMISSOR COMINTERFACE SERIAL)

MODEM MODEM

COMPUTADOR(RECEPTOR COM

INTERFACE SERIAL)

CANAL DE TRANSMISSÃO

Figura 1.1 – Elementos de um Sistema de Transmissão de Dados.

TIPOS DE CANAIS: as definições apresentadas seguem o padrão do CCITT, um orgão internacional de

padrões em comunicações. Há três tipos de canais, conforme mostrado na figura 1.2, ou seja:

Simplex, Half Duplex e Full Duplex.

SIMPLEX: é o canal através do qual só pode haver transmissão de A para B, em uma única

direção.

HALF DUPLEX: é o canal através do qual é possível transmissão não simultânea, em ambos os

sentidos (de A para B ou de B para A). É necessário haver alternância (chaveamento) da linha

quando o sentido de transmissão muda, pois se utilizam circuitos de dois fios, ocupando a mesma

banda de freqüências tanto para transmissão como para recepção.

FULL DUPLEX: é o canal através do qual é possível a transmissão simultânea nos dois sentidos. Os

circuitos podem ser a quatro fios ou a dois fios. Os circuitos a dois fios podem suportar

comunicações full duplex se o espectro de frequência for dividido para os canais de transmissão e

de recepção.

É possível transmitir pulsos em pequenas distâncias usando apenas cabos ou pares de fios e, em alguns

casos, é necessária a colocação de line receivers junto ao receptor. Para distâncias maiores torna-se

necessário utilizar os recursos de transmissão providos pelas empresas concessionárias de serviços de

comunicação (por exemplo: linhas telefônicas comutadas, linhas privadas). Esses recursos são, na sua

maioria, para transmissão analógica (voz). Assim sendo, é necessária a transmissão dos sinais digitais de

forma analógica. Isso é obtido através do uso do MODEM.



Figura 1.2 – Tipos de Canais de Comunicação.

1.2. MODEMs

O MODEM (MOdulador-DEModulador) é um dispositivo que converte sinais digitais provenientes de um

computador ou terminal em um sinal de portadora modulada, compatível com o requerido pelos canais

de transmissão de sinais analógicos. A configuração típica de um sistema de transmissão de sinais

digitais requer a existência de um MODEM em cada extremidade do canal, conforme mostrado na Figura

1.3.

Figura 1.3 – Transmissão utilizando modem.

Os MODEMs são projetados para aplicações e velocidades específicas. Na figura 1.4 é mostrado o

diagrama em blocos de um MODEM. Funcionalmente ele está dividido em duas partes: o modulador e o

demodulador. O modulador aceita sinais digitais e converte os pulsos de tensão em sinais de áudio,

analógicos, que são enviados pelo enlace de transmissão. Na outra extremidade do enlace o demodulador

de um segundo MODEM reconverte esse sinal analógico à sua forma original. Na maioria dos MODEMs o

sinal de entrada é serial e a saída do demodulador é binária e também serial.

Figura 1.4 – Diagrama de blocos de um modem.



1.3. Transmissões Assíncrona e Síncrona

As duas formas de transmissão serial são baseadas na existência ou não de um circuito de relógio

(clock). Temos então a transmissão assíncrona e a transmissão síncrona.

TRANSMISSÃO ASSÍNCRONA: dados geralmente são gerados em terminais de baixa velocidade. Em

sistemas assíncronos, os sinais são idênticos aos fornecidos e recebidos por terminais tipo TTY, isto é,

em repouso sempre há um sinal correspondente ao nível lógico UM na linha. Além disso, todo caracter

é envolvido por um bit de Start e um ou dois bits de Stop. A quantidade de bits de informação não

necessariamente é sempre a mesma. Por exemplo, no código BAUDOT são cinco, no código ASCII são

sete mais um de paridade e no EBCDIC são oito bits de informação. O transmissor e o receptor têm que

ter mesma configuração (velocidade, bits de dados, paridade e número de Stop bits) para possibilitar

que o dado seja reconhecido corretamente após a identificação do bit de Start. Na figura 1.5 é

mostrado o protocolo assíncrono.

Figura 1.5 – Protocolo Assíncrono.

TRANSMISSÃO SÍNCRONA: na transmissão síncrona, o sincronismo entre transmissor e receptor é

conseguido através de um sinal de "clock" que é gerado internamente no MODEM, ou obtido dos

caracteres recebidos.

Na figura 1.6 é mostrado um tipo de protocolo síncrono (síncrono à byte). A transmissão é iniciada por

um caractere de sincronismo (SINC). Os caracteres que seguem ao de sincronismo correspondem aos

dados. O sinal de clock interno ao MODEM é gerado a partir do próprio sinal recebido, através de uma

malha de phase-lock. Cada mensagem geralmente é composta por um caracter de SINC, por 100 a

10.000 caracteres de informação e controle e um caracter de FIM, além de um ou dois caracteres para

verificação de erros. Entre mensagens, na situação de repouso, é transmitido o caracter SINC ou o sinal

correspondente ao nível lógico UM.

Figura 1.6 – Protocolo Síncrono.

O protocolo assíncrono é normalmente usado quando a taxa de transmissão é baixa ou quando é utilizada

transmissão numa comunicação homem-máquina, enquanto que os protocolos síncronos são utilizados

quando altas velocidades de transmissão são exigidas como, por exemplo, em comunicação máquina-

máquina.

REPOUSO

CARACTERE

DADOS

START BITPARIDADE

2 STOP BITREPOUSO



1.4. Técnicas de Modulação

Os MODEMs sempre modulam os dados antes de enviá-los através de linhas telefônicas. Dependendo do

tipo de modulação adotada é possível enviar dados em velocidades diferentes, isto é, a técnica de

modulação empregada influencia diretamente na velocidade máxima e na taxa de erros. Os três tipos

principais de modulação utilizados são FSK, AM e PSK. Na Figura 1.7 esquematiza-se o princípio usado

em cada tipo de modulação.

AM - Modulação de Amplitude: nesta técnica, a amplitude da portadora assume dois valores distintos, um para a transmissão do UM e outro do ZERO.

FSK - Frequency Shift Keying: neste sistema de modulação, a freqüência da portadora fA

é modulada

de forma a produzir fA + f e f

A – f , correspondendo, respectivamente ao UM e ao ZERO. Como são

utilizadas linhas telefônicas para a transmissão (faixa de 300 a 3300 Hz), geralmente a portadora fA

é

de 1700 Hz e f = 500 Hz.

PSK - Phase Shift Keying: nesta técnica o sinal sofre inversões de fase, para assinalar se está sendo transmitido UM ou ZERO. Este tipo de modulação é utilizado em MODEMs de média velocidade (entre 1200 bps e 4800 bps). Os bits transmitidos seqüencialmente podem ser agrupados em pares ou triplas. Quando agrupado em pares (código dibit), quatro fases são utilizadas (0, 90, 180, 270) na portadora e a modulação recebe a denominação de modulação 4 PSK ou QPSK. Quando agrupado em triplas (código tribit), oito fases são utilizadas (0, 45, 90, 135, 180, 225, 270 e 315) na portadora e a

modulação recebe a denominação de modulação 8 PSK.

Figura 1.7 – Tipos de Modulação.

Outro tipo de modulação é o QAM ("Quadrature Amplitude Modulation"), utilizado em MODEMs de alta

velocidade. O QAM codifica múltiplos bits, tipicamente 4 bits sequenciais, e a portadora é alterada em

fase e amplitude segundo o agrupamento de bits.

1.5. Protocolo de Comunicação

Quando fazemos uma ligação telefônica para outra pessoa, seguimos certo protocolo: tiramos o telefone

do gancho, esperamos o tom de discagem, discamos um número, recebemos o tom de que o telefone

está tocando, aguardamos a outra pessoa atender, conversamos e desfazemos a ligação. Para que dois

MODEMs se comuniquem, eles também seguem um certo protocolo.

Para a pastilha Am7910, os sinais envolvidos neste protocolo são os mesmos de uma interface RS232-C e

estão descritos um por um no Capítulo 3, item 3.4 a partir da página 3-5 do manual. A tabela I abaixo

mostra os principais sinais usados no protocolo.

Vamos descrever a comunicação de dados entre dois MODEMs A e B. Os sinais do MODEM A serão

chamados de DTR-A, CTS-A e assim por diante, o mesmo valendo para o MODEM B. Toda esta descrição

envolve o caso específico da pastilha Am7910.



FASE DE CONEXÃO:

a) No início, os sinais DTR-A e DTR-B estão desativados.

b) O usuário do MODEM A chama o usuário do MODEM B, pois a discagem não é automática. Isto

significa que o telefone A está fora do gancho e o telefone B está no gancho.

c) O usuário do MODEM B, ao escutar a campainha tocando, deve avisar ao seu MODEM que ele está

pronto para comunicar e para isso o sinal DTR-B (Data Terminal Ready) é ativado. Este sinal é

exclusivo para o MODEM, não causando variação na linha telefônica.

d) A interface serial conectada ao MODEM B (ver figura 1.1) ativa o sinal ring. Um tom de resposta de

pouca duração ("beep") é enviado ao MODEM A. Isto corresponde aproximadamente a uma pessoa

receber uma ligação e responder "Alô!". Você observará no decorrer da experiência que não se pode

enviar dois beeps ao atender o telefone (o sinal de RING-B pode ser ativado somente uma vez).

e) O usuário do MODEM A, que até este momento não havia ativado o seu MODEM, percebe que o

MODEM B está pronto para receber ao escutar o "beep". O usuário A (ou o computador ligado ao

MODEM A) ativa o sinal DTR-A avisando ao MODEM A de que está pronto para a comunicação.

FASE DE TRANSMISSÃO:

Dados serão transmitidos de A para B.

a) Transmissão de A

f) Para transmitir, a interface serial A faz um pedido para enviar, ativando o sinal RTS-A (Request To

Send). Isto causa o sinal de Mark ou Space na linha telefônica dependendo do TD-A (Transmission

Data).

g) O MODEM A, após esperar um tempo (espera-se que este tempo seja suficiente que para o MODEM B

possa receber os dados e é determinado pela própria pastilha, localmente), avisa a interface A que

ela pode enviar dados através do sinal CTS-A (Clear To Send).

h) A interface serial A transmite dados através do sinal TD-A.

b) Recepção por B

i) O MODEM B, escutando que existem dados na linha, informa a sua interface serial que dados estão

sendo recebidos (pois uma portadora foi detectada) através do sinal CD-B (Carrier Detected).

j) A interface B recebe os sinais transmitidos pelo sinal RD-B (Received Data).

FINALIZAÇÃO:

k) Após a transmissão dos dados, o sinal de RTS-A (Request To Send) é desativado e os dois MODEMs

continuam ligados, mas sem comunicação.

Tabela I – Sinais usados na comunicação serial.

Sinal Significado Descrição

DTR Data Terminal Ready Informa o modem que o computador está ligado e funcionando.

RTS Request to Send Informa o modem que o computador deseja enviar informações pela linha serial.

CTS Clear to Send Informa o computador que o modem está apto a transmitir dados pela linha serial ou telefônica.

TD Transmit Data Indica o caminho através do qual os dados seriais serão enviados pelo modem.

TC Transmit Clock Caminho pelo qual o modem é conectado a linha serial.

RC Receive Clock Caminho pelo qual os sinais da linha serial são recebidos pelo modem.

CD Carrier Detect Indica que uma comunicação foi estabelecida com outro

modem e um sinal de portadora foi detectado na linha serial.

RD Receive Data Indica o dado recebido pelo modem



1.6. Half-Duplex e Full-Duplex

Apresentamos aqui as duas formas de comunicação bi-direcional no Am7910: half-duplex e full-duplex.

Comunicação Half-Duplex

No modo Half-Duplex, nesta pastilha em particular, também há dois canais. A princípio, isto parece

contraditório com a teoria exposta acima. A diferença é que em um sentido a transmissão é muito mais

rápida (1200 bps) do que no sentido inverso (75 bps). O sentido com maior velocidade é chamado de

“canal principal” e o de menor velocidade, “canal de retorno” (ou back-channel).

Vamos introduzir o conceito de back-channel fazendo uma analogia com uma conversa entre duas

pessoas. Duas pessoas geralmente conversam no modo half-duplex, ou seja, as duas pessoas não falam

ao mesmo tempo. No entanto, quando o ouvinte quer interromper a outra pessoa, ele diz frases curtas

como: "Espere em pouco!". O back-channel é o canal que dá possibilidade do MODEM ouvinte enviar

mensagens enquanto recebe dados. Os sinais envolvidos na comunicação pelo back-channel são os

seguintes: BRTS, BCTS, BCD, BTD e BRD. Estes sinais funcionam de forma análoga aos sinais RTS, CTS,

CD, TD E RD se o MODEM estiver configurado para utilizar a norma CCITT V.23 (ver tabela 3.3a, página

3-9 do manual).

Comunicação Full-Duplex

Neste modo, a pastilha pode transmitir e receber a 300 bps.

Em uma comunicação "full-duplex" há a possibilidade de dois MODEMs enviarem dados ao mesmo tempo.

Isto é possível através de duas faixas de freqüências (canais) diferentes, como mostra a Figura 2.14,

página 2-6 do manual. Desta forma, enquanto um MODEM envia dados por um canal, o outro deve

receber os dados pelo mesmo canal e vice-versa. Desta forma, os dois MODEMs devem operar em dois

modos diferentes: o modo full duplex originate e o modo full duplex answer especificados na tabela 3.2a

da página 3-6 do manual.

1.7. Modo Loop-Back

Em uma comunicação full-duplex há a possibilidade de dois MODEMs enviarem dados ao mesmo tempo.

Isto é possível através de duas faixas de frequências (canais) diferentes. Contudo antes da conexão

destes modems entre si, é necessário realizar um diagnóstico para verificação do funcionamento do

modem. Isto pode ser realizado com o modo de funcionamento loop-back. O modem AM7910 tem dez

modos de funcionamento loop-back que podem ser usados para os testes. Consulte o manual do circuito

integrado.

Quando um modo loop-back é selecionado, os circuitos de processamento de sinais (filtros, etc) tanto do

transmissor como do receptor são ajustados para processar o mesmo canal ou banda de frequências.

Esta configuração permite que a saída analógica TC e a saída analógica RC sejam conectadas para formar

um loop analógico. Outra alternativa é conectar os sinais digitais TD e RD (ou BTD e BRD) para permitir o

teste de um modem remoto em um loop digital [AMD, 1988].

1.8. Interligação de Terminais

Na maioria dos terminais de vídeo existem, além dos sinais de terra, de transmissão e de recepção de

dados, outros sinais de controle que implementam algum protocolo de comunicação, visando facilitar e

padronizar a interligação de equipamentos. No caso dos terminais de vídeo existentes no laboratório,

estes sinais seguem as normas EIA-RS-232C.

Na interligação de terminais remotos via MODEMs, estes sinais são utilizados para controlar a

comunicação entre cada par terminal de vídeo/MODEM. Contudo, estes sinais, seguindo a referida norma,

não apresentam níveis elétricos compatíveis com os requeridos pelo MODEM (níveis TTL). Desta maneira,

é necessário o uso de conversores de sinais na interligação terminal/MODEM (figura 1.8).



Figura 1.8 – Interligação entre dois terminais de dados através de modems.

Na montagem a ser realizada no Laboratório Digital, não usaremos o protocolo de comunicação serial

para a comunicação entre terminal serial e modem. Assim, interconectaremos apenas os sinais de dados

TX e RX do terminal serial com os sinais TD e RD do modem, através de circuitos de conversão de níveis

de tensão.

1.9. Conversão de Níveis de Tensão

Como os padrões de nível de tensão para circuitos digitais (TTL ou CMOS) e para o RS-232C são

diferentes, é necessário o uso de circuitos especializados para conversão de níveis de tensão. Por

exemplo, o bit 1, que em um circuito digital tem um nível de tensão típico da ordem de +5V, deve ser

convertido para um sinal MARK que tem tipicamente um nível de tensão de -12V. Da mesma forma, o bit

0 (tensão de 0V) deve ser convertido para o sinal SPACE (tensão +12V).

Vários componentes estão disponíveis no mercado para realizar a conversão de níveis de tensão. Por

exemplo, temos o par 1488/1489 e o MAX232. O componente 1488 é responsável pela conversão de

níveis de tensão TTL para RS-232 e o 1489, de RS-232 para TTL. A figura 1.9 apresenta as pinagens

destes componentes.

Figura 1.9 – Pinagens e esquemas lógicos dos conversores de tensão 1488 e 1489.

Convém observar que o conversor 1488 tem como pinos de alimentação: VCC+, VCC- e GND

(tipicamente, +12V, -12V e 0V, respectivamente). Já o conversor 1489 tem os pinos comuns de

alimentação: VCC (tipicamente +5V) e GND (0V).

1488

Controle

1489



2. PARTE EXPERIMENTAL

Na parte experimental será analisado o funcionamento do circuito integrado Am7910. Para isso será utilizado, além do painel de montagens experimentais, uma placa que contém este circuito integrado e outros componentes necessários para o seu funcionamento. Antes de iniciar as montagens, é

importante que todos os alunos da equipe tenham lido a especificação do MODEM Am7910.

2.1. Atividades Pré-Laboratório

a) Leitura do manual do modem Am7910. Consulte o manual do modem e estude o funcionamento dos modos de comunicação full-duplex e loop-back. Em seguida responda as perguntas:

1. Os canais de transmissão e recepção podem ser usados simultaneamente no modo full-duplex?

2. Qual a finalidade dos modos de operação loop-back dos modens?

3. Como poderia ser verificado um erro nos testes de loop digital?

4. Como poderia ser detectado um erro nos testes do loop analógico?

b) Escolha dos modos de transmissão e recepção do Modem Am7910. O modem Am7910 possibilita a escolha de mais de um modo de operação para a execução dos procedimentos dos itens experimentais. Assim é necessária a seleção de um modo específico para cada experimento. Com base na leitura do manual do componente, preencha a tabela abaixo contendo as informações para cada um dos modos de operação que serão usados nos itens da parte experimental:

modo de operação escolhido e código (MC0 a MC4);

frequências de transmissão de mark e space;

frequências de recepção de mark e space.

modo código

transmissão recepção

mark space mark space

Full-duplex

Loop-back**

** este modo deve ser correspondente ao modo full-duplex escolhido.

2.2. Familiarização com a Placa de Modem

No Laboratório Digital, para verificar o funcionamento da placa de modem que contém a pastilha

Am7910, siga inicialmente os seguintes passos:

c) Localize a placa de modem no painel de montagem e verifique os principais sinais de entrada (pinos) e saída (leds), além dos botões. Elabore uma tabela com estes sinais, indicando sua função.

sinal função entrada ou saída

d) Efetue as ligações relacionadas na Tabela II, inclusive aquelas referentes às tensões de alimentação

(GND, +12V e -12V). (* Efetuar as ligações com o gerador de funções desligado.)

Tabela II - Lista de ligações da placa de modem.

SINAL LIGADO A VALOR INICIAL

+12 V fonte via entrada F1 -

-12 V fonte via entrada F2 -

GND fonte -

TD CH2 UM

/RTS CH1 UM

/DTR CH0 UM

/BRTS CH6 UM

/BTD CH7 UM

TC osciloscópio -

RC gerador de funções* -

MC0 jumper a escolha do grupo







Nos itens seguintes devem ser verificados os diversos modos de funcionamento desta pastilha, seguindo

os diagramas apresentados e escolhendo as condições iniciais para cada modo.

2.3. Transmissão Full-Duplex

A transmissão de dados Full-Duplex será estudada neste item, seguindo-se os seguintes passos.

e) Acerte um modo de operação do MODEM com o modo de transmissão full-duplex selecionado no item 2.1.b usando jumpers nos sinais de controle MC0 a MC4 da placa;

f) Siga o fluxograma apresentado na Figura 2.1 para efetuar a transmissão do sinal digital em TD;

g) Anote as frequências (teóricas e experimentais) e as formas de onda observadas no osciloscópio para cada dado transmitido (sinal TC);

h) Verifique a troca dos pares de frequência com a mudança do bit MC0. Explique a diferença.

Figura 2.1 – Transmissão Full-duplex.



2.4. Recepção Full-Duplex

Para estudar a recepção em modo Full-Duplex, siga os seguintes passos:

i) Acerte o gerador de funções para sinais senoidais e uma tensão de pico-a-pico da ordem de 1 Vpp.

Verifique antecipadamente o sinal no osciloscópio antes de conectar na placa de modem;

DICA: use o mesmo modo de operação usado no item anterior (transmissão full-duplex).

j) Siga o fluxograma apresentado na figura 2.2, não se esquecendo de ajustar a frequência do gerador de sinais que simula a portadora de recepção, de acordo com o padrão selecionado, através das entradas MC0 a MC4.

k) Monte uma tabela, contendo o modo de operação, as frequências (teóricas e experimentais) para recepção dos sinais space e mark.

CUIDADO! Não insira uma tensão pico-a-pico maior que 1Vpp na entrada RC do Modem.

Isto pode queimar a pastilha.

Figura 2.2 – Recepção Full-Duplex.



2.5. Modo Loop-Back

Para estudar o modo Loop-Back, siga os seguintes passos:

l) Ajuste o modo de operação loop-back do modem conforme selecionado no item 2.1.b através das

entradas MC0 a MC4.

m) Quais as frequências esperadas de transmissão e recepção de bits mark e space? O que a ativação do modo loop-back muda nestas frequências em relação ao modo full-duplex?

n) Em seguida, conforme a figura 2.3, modifique a montagem do circuito com o Modem para operar em Loop-Back analógico. Recoloque a entrada TD na chave CH2 do painel.

DICA: não se esqueça de desligar o gerador da entrada RC e faça a ligação entre TC e RC.

Figura 2.3 – Loop-Back Analógico.

o) Varie a entrada TD e observe as saídas TC e RD. Anote as formas de onda e as frequências do sinal em TC. Comente os resultados obtidos.

p) Ajustar um sinal senoidal com 1Vpp (no máximo) na saída do gerador de funções com auxílio do

osciloscópio.

q) Mude novamente as ligações do circuito de modem. Conecte as entradas e saídas conforme a figura 2.4 para testar o modo Loop-Back Digital. A entrada RC deve ser conectada na saída do gerador de funções.

Figura 2.4 – Loop-Back Digital.

r) Verifique os sinais observados nas saídas RD e TC. Varie a frequência de entrada e analise as saídas. Comente.

DICA: deve-se observar se o sinal /CD está ativo no circuito de recepção.

Antes de iniciar o próximo item, desligue o gerador de funções e desconecte-o da entrada RC.

s) Compare as frequências dos sinais mark e space para transmissão e recepção do modo full-duplex (itens 2.3 e 2.4) com as frequências observadas no item 2.5.o). Comente.

2.6. Interligação de Terminais

Neste item duas bancadas serão interligadas entre si, usando os circuitos de modem. Assim os terminais

seriais poderão ser conectados e enviar mensagens uma para a outra.

DICA: Antes de interligar as montagens das bancadas, é importante que os sinais de TERRA sejam conectados primeiro.

saída do gerador

de funções



t) Interligar na bancada o terminal de vídeo e o MODEM, selecionando o modo de funcionamento loop-

back analógico selecionado no item 2.5, conforme ilustrado na figura 2.5. Mantenha os sinais de

controle do MODEM nas chaves e conecte apenas os sinais de transmissão e recepção de dados do terminal nos sinais digitais do MODEM através dos conversores de nível. Teste seu funcionamento.

DICA: Lembrem-se que o funcionamento do modem depende do correto acionamento dos sinais de controle do protocolo de comunicação serial, conforme estudado nos itens iniciais da experiência.

Figura 2.5 – Esquema da ligação local.

DICA: Verifique qual sinal do terminal (TX ou RX) deverá ser ligado a qual sinal do modem (TD ou RD). Para isto verifique com um multímetro o sinal do terminal com nível de tensão do sinal MARK. Este sinal deve ser ligado no conversor 1489 e depois no sinal TD do modem.

u) Uma vez testada a conexão terminal-modem localmente na bancada, vamos interligar o conjunto terminal de vídeo e MODEM com o de outra bancada no modo full-duplex a quatro fios como mostrado na figura 2.6.

Figura 2.6 – Esquema do circuito de interligação.

DICAS:

Deverão ser interligados, além dos sinais de terra, os sinais TC e RC dos modems de cada bancada, em um sistema a quatro fios. Ligue PRIMEIRO os sinais de TERRA comum entre as bancadas. A ligação dos sinais de terra evita uma descarga eletrostática e a consequente queima de pastilhas.

Na interligação entre bancadas, é importante a escolha do modo correto de operação cada modem e também da configuração dos parâmetros de configuração dos terminais seriais.

v) Envie mensagens de um terminal a outro e verifique o funcionamento da interligação.

w) Mude a taxa de transmissão dos terminais seriais. Verifique seu funcionamento com as novas taxas.

x) Qual é a maior taxa (baud rate) em que a comunicação ocorre sem erros? Este valor tem alguma relação com o modo de operação do modem?

2.6. Atividades Pós-Laboratório

y) Após a conclusão das atividades programadas, responda as perguntas abaixo:

1. Localize as frequências de transmissão e recepção de mark e space do modo full-duplex dentro do canal de

comunicação telefônico (que abrange de 300 a 3300 Hz).

2. É possível a comunicação entre bancadas a 1200 bauds? Como seria a transferência de dados?

3. O que acontece quando a configuração do terminal serial excede a taxa máxima de transferência dos modems?

TERMINAL

MODEMCONVERSORES

DE NÍVEL

1488

1489

TERMINAL

MODEMCONVERSORES

DE NÍVEL

1488

1489



CONFIGURAÇÃO DA COMUNICAÇÃO SERIAL COM O PC

Caso seja usado um computador tipo PC para emular um terminal serial, conecte o cabo serial na porta

serial do tipo COM e utilize o software de comunicação serial HyperTerminal do Windows (ou outro

compatível). Crie uma nova conexão usando os parâmetros abaixo (configurações de porta):

Conexão: COM1 (ou outro)

Bits por segundo: 300 Bits de dados: 7 Paridade: ímpar ou par Bits de parada: 2 Controle de fluxo: Nenhum

Se for necessário mudar algum parâmetro, deve-se criar uma nova conexão.

Para testar a conexão, faça um curto-circuito com os pinos TX (pino 2) e RX (pino 3) do cabo serial e

veja se o que for digitado é ecoado no terminal.

3. BIBLIOGRAFIA

Advanced Micro Devices. Analog and Communications Products Data Book. Sunnyvale,

California, 1983.

Advanced Micro Devices. Modem Technical Manual - Am79101 WORLD-CHIP Autodial FSK

Modem /Am7910 FSK WORLD-CHIP Modem / Am7911 FSK WORLD-CHIP Modem. Sunnyvale,

California, 1988.

FREGNI, E. et al. MODEM. Experiências 6 e 7 - Laboratório Digital II, EPUSP, 1987.

ROSCH, W. L. The Modern Modem: Bridge to the On-Line. PC Magazine, May 12, 1987

WEISSBERGER, A. J. Data Communications Handbook. Signetics. EUA, 1977.

4. MATERIAL DISPONÍVEL

Circuitos integrados: 1488, 1489.

5. EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS

1 painel de montagens experimentais.

1 placa de montagem do MODEM.

1 fonte de alimentação fixa, 5V 5%, 4A.

1 fonte de alimentação variável +12V 5 %, 0,5 A.

1 fonte de alimentação variável -12V 5 %, 0,5 A.

1 osciloscópio digital.

1 multímetro digital.

1 terminal serial ou equipamento equivalente.

Histórico de Revisões

F.N.A. e E.T.M. / 2001 – revisão E.T.M./2004 – revisão E.T.M./2005 – revisão E.T.M./2010 – revisão E.T.M./2011 – revisão E.T.M./2012 – revisão E.T.M./2013 – revisão E.T.M./2014 – revisão

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Interligação de Terminais com Modem - pcs.usp.brlabdig/pdffiles_2014/interligacao-modem.pdf · transmissão de dados é constituído por uma fonte de dados a serem transmitidos,