Melhorar a qualidade dos sinais de transmissão de áudio e vídeo está diretamente relacionado ao potencial de fidelizar ouvintes no rádio e aumentar a audiência de canais televisivos. Nesse sentido, conhecer a parte técnica é um bom começo. Por isso, desenvolvemos esse post. Vamos explicar melhor a multiplexação e demultiplexação em TV digital.
Se você trabalha no rádio ou em um estúdio de TV e ainda não conhece bem esses termos técnicos, pegue uma xícara de chá ou café e aproveite a leitura!
O que é multiplexação e como isso funciona?
A multiplexação é uma função que transmite 2 ou mais sinais individuais, de forma simultânea, por meio de um único cabo ou via wireless. É uma técnica que abre mais canais de comunicação e amplia a capacidade de transmissão de dados.
Atualmente, a multiplexação é mais aplicada nos sistemas de telefonia, permitindo que milhões de chamadas ganhem um fluxo contínuo e controlado, sejam elas por meio de cabos, wireless ou satélites.
Porém, esse método também contribui para melhorar a eficiência de transmissão nas emissoras de TV aberta e fechada (TV a cabo), reduzindo custos no processo.
Ou seja, a multiplexação simplificou a comunicação entre os canais, tornou as operações mais viáveis economicamente e liberou espaço no espectro, permitindo que aplicações mais sofisticadas sejam implementadas. Esse é o exemplo da TV digital.
O que é demultiplexação e como isso funciona?
A demultiplexação é o processo inverso da multiplexação, pois tem apenas uma entrada de dados para várias saídas, sendo que cada uma delas é destinada a um sinal de entrada.
Por exemplo: um demultiplexador de 4 canais tem uma entrada para 4 saídas de dados e utiliza FETs (Field Effect Transistors), que são ativados por um contador/decodificador.
Na verdade, funciona assim: ao detectar o sinal de entrada, o receptor gera um pulso de “reset” e o contador é zerado. Dessa forma, o pulso PAM (Pulse Amplitude Modulation) seguinte é definido pelo demultiplexador para o canal de saída adequado.
Quando o sinal de saída do VCO (Voltage-Controlled Oscillator) é incorporado a um gerador de pulso frequencial, ele aciona o contador/decodificador, que produz o sinal de acionamento das chaves FETs.
Quais são os tipos de multiplexação e demultiplexação?
Abaixo, listamos alguns dos tipos de multiplexação mais importantes e suas principais aplicações. São elas:
- OFDM — Orthogonal Frequency Division Multiplexing: a Multiplexação por Divisão Ortogonal de Frequência divide os canais em subcanais usando as propriedades das ondas de frequência. Assim, o sinal fica livre de pequenas interferências. Esse método é um dos mais utilizados por canais de rádio e TV digitais;
- FDM — Frequency Division Multiplexing: a Multiplexação por Divisão de Frequência aloca cada tipo de dado em uma faixa de frequência diferente para a transmissão. Aqui, o vídeo, o áudio e as cores são transmitidas separadamente. O método FDM é muito utilizado por canais de TV;
- CDMA — Code Division Multiple Access: o Acesso Múltiplo por Divisão de Código permite a comunicação de todos os nós ao mesmo tempo. Para isso dar certo, a mesma faixa de frequência é utilizada, porém com codificações diferentes. A técnica CDMA é muito aplicada aos smartphones atuais;
- DAM — Demand Access Multiplexing: a Multiplexação por Acesso à Demanda também é muito utilizada nos sistemas de telefonia móvel, pois permite coordenar o tráfego de informações enviadas e recebidas pela rede, impedindo o congestionamento de dados nas linhas e faixas de transmissões.
Independentemente da tecnologia que você usa no canal de rádio ou TV, é importante lembrar que os equipamentos precisam ter qualidade reconhecida para garantir um sinal satisfatório.
O fornecedor também deve disponibilizar um atendimento rápido e eficiente, com assistência técnica 24 horas, para não deixar que seu canal fique fora do ar por tanto tempo. Isso será fundamental no processo de captação e fidelização da audiência.
Então, agora que você já sabe o que é multiplexação e demultiplexação, pode investir na melhoria de sua transmissão, seja ela auditiva ou audiovisual.
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1. Considere uma conexão TCP entre o hospedeiro A e o hospedeiro B. Suponha que os segmentos TCP que trafegam do hospedeiro A para o hospedeiro B tenham número de porta fonte x e número de porta destino y. Quais são os números de porta fonte e do destino para os segmentos que trafegam do hospedeiro B para o hospedeiro A? R: Quando os segmentos trafegarem do hospedeiro B para o hospedeiro A, o numero de porta fonte será a porta y e o numero de porta destino será a porta x. Isso ocorre porque em uma conexão TCP cliente-servidor ,na qual esta acontecendo uma comunicação entre as pontas. Quando ocorre uma requisição de A para B temos os quadros de portas descritos no inicio do enunciado, e quando ocorre a resposta de B para A esse quadro se altera, pois ao chegar no hospedeiro B o segmento TCP (uma tupla que contem 4 elementos: end. IP da fonte, n. porta de fonte, end. de destino e n. porta de destino), o protocolo usará todos os 4 valores para demultiplexar (direcionar para porta correta) o segmento para o sockets (portas pelas quais dados passam da rede para o processo e do processo para a rede ) apropriado, obtendo assim nesta situação como endereço de destino a porta x onde a informação deve ser entregue. 2. Descreva porque um desenvolvedor de aplicação pode escolher rodar uma aplicação sobre UDP em vez de sobre TCP. R: Um desenvolvedor de aplicação pode escolher rodar uma sua aplicação sobre UDP ao invés de TCP pelas seguintes razões; ● Melhor controle no nível de aplicação sobre quais os dados são enviados e quando - processo de aplicação passa os dados, protocolo UDP encapsula e repassa para camada de redes, não se preocupando com congestionamento desta. ● Não há estabelecimento de conexão - não há apresentação entre cliente-servidor, UDP envia a informação sem precisar de formalidade entre as entidades comunicantes. ● Não há estado de conexão - não mantém estado de conexão, nem controle de congestionamento, o que possibilita um numero maior de clientes ativos ao mesmo servidor. ● Pequenas sobrecarga de cabeçalho de pacotes - tem um cabeçalho de 8 bytes de sobrecarga. Um exemplo de aplicação que roda sobre UDP é o protocolo DNS (Domain Name System) que se beneficia da caraterista de não estabelecimento de conexão do protocolo para fazer suas consultas e evitando um possivel atraso de conexão que poderia acontecer se este rodasse em TCP. 3. É possível que uma aplicação desfrute de transferência confiável de dados mesmo quando roda sobre UDP? Caso a resposta seja afirmativa, como isso acontece? R: Sim, apesar de não ser considerada um tipo de transferência confiável é possível que uma aplicação que rode em UDP tenha confiabilidade de transmissão de dados, desde que a confiabilidade seja embutida na própria aplicação, exemplo: adicionar mecanismos de retransmissão e de reconhecimento. E dessa forma se comunicar de maneira confiável sem ter que se sujeitar as limitações de taxa de transmissão feita pelo controle de congestionamento do TCP. 4. Porque se diz que o TCP oferece comunicação lógica entre os processos de aplicação? R: Por que o protocolo TCP é um protocolo que roda na camada de transportes dentro de hospedeiros (sistemas finais) cliente-servidor conectados ponta a ponta (apesar de estarem fisicamente distantes), onde movimentam mensagens de processos de aplicação para a borda da rede (camada de rede) não interferindo no modo como as mensagens são movimentadas dentro do núcleo da rede. 5. Cite quais são os serviços oferecidos pelo protocolo TCP? R: O protocolo TCP oferece serviços de : ● controle de fluxo; ● números de sequencias; ● reconhecimento; ● temporizadores; 6. O que são os serviços de multiplexação e demultiplexação implementados pela camada de transporte? R: Multiplexação:Tem como tarefa reunir no hospedeiro de origem, porcões de dados provenientes de diferentes portas, encapsular cada porcão de dados com informações de cabeçalho para segmentos, e passar esses segmentos para a camada de rede. Demultiplexação : Tem como tarefa, entregar os dados contidos em um segmento da camada de transporte a porta correta. 7. Porque se diz que o UDP é um protocolo não orientado para conexão? R: Por que o protocolo UDP não se preocupa em manter um primeira comunicação (fazer handshake) formal entre cliente-servidor antes iniciar a troca de dados, ele simplesmente pega a mensagem do processo de aplicação, encapsulamento (cria um segmento com cabeçalho) e o repassa para camada de rede. 8. Qual o papel das informações de porta origem e destino contidas nos segmentos TCP e UDP? R: As informações de porta de origem e destino contidas nos segmentos TCP e UDP são usadas pelo processos de demultiplexação/multiplexação de dados para aplicações de camada superior, ou seja, para o endereçamento dos pacotes tanto no envio quando no recebimento deste. 9. Porque é dito que o TCP fornece transferência confiável de dados sobre um canal não confiável? R: Porque camada abaixo do protocolo de transferência confiável de dados pode não ser confiável, ou seja, na camada de transporte temos rodado o protocolo TCP que garante a entrega e integridade do segmento que será entregue a camada de rede que o encapsulara em um datagrama, entretanto na camada de rede temos o protocolo IP que tentará fazer a entrega pelo trabalho do melhor esforço não trazendo nenhuma garantia. Exemplo, o TCP é um protocolo de transferência de dados confiável implementado sobre uma camada de rede fim a fim não confiável (IP). 10. Cite 3 diferenças entre os serviços oferecidos pelo TCP e UDP. R: O serviço TCP: orientado a conexão,controle de fluxo, temporizadores. O serviço UDP: não orientado a conexão, multicast,pequena sobrecarga de cabeçalho de pacotes. 11. O que é um timeout? R: É o tempo limite estabelecido pelo temporizador em uma conexão ponta a ponta para esperar a ocorrência de algum evento durante a comunicação. Ex; tempo de espera de retorno de um a ACK de um pacote enviado pelo cliente ao servidor, caso retorno não ocorra( tempo esgote) o cliente entende que este pacote foi perdido e reenvia. 12. Como é estabelecido o valor de timeout em uma conexão TCP? É um valor fixo? R: Este valor é estabelecido através de uma media ponderada estimada pelo RTT (round trip time). Não, não é fixo pois ele depende dos valores de tempo atuais, ou seja, os valores de tempo se alteram a cada novo pacote que transmitido, e assim o valor da media estimada também muda. timeout = RTT_estimado + 4*desvio; 13. O que é um round trip time (RTT)? Escreva e descreva a equação. R: É o tempo de ida e volta que se estima, para que um pacote saia da origem e chegue a seu destino e volte a sua origem. A equações de RTT é: EstimatedRTT = (1- α)*EstimatedRTT + α*SampleRTT 14. Para que serve um checksum em um segmento TCP ou UDP? Como ele é formado? R: Checksum ou (soma de verificação) é um campo existe no segmento TCP e UDP para detectar possíveis erros de bits que podem ocorrer durante a movimentação da fonte até o destino. No lado remetente ele é formado por palavras de 16 bits que são somadas em complemento de 1 (considerando os ‘vai um’) onde seu resultado é anexado no campo -> checksum. No lado destinatário a soma de todas as 4 palavras de 16 bits é feita e se houver algum 0 no resultado final, entende-se que ocorreu erro de bits durante aquela transmissão, caso contrario não houve erros de bits durante aquela transmissão. 15. Cite uma vantagem da abordagem Volta-N com relação à retransmissão seletiva. R: Na abordagem GBN (Volta-N) o destinatário não precisa se preocupar em disponibilizar buffer para o armazenamento dos pacotes recebidos fora de ordem, já que neste processo pacotes fora de ordem são descartados. 16. Cite uma vantagem da abordagem Retransmissão Seletiva com relação ao Volta-N R: Na abordagem RS os pacotes fora de ordem que estão em perfeito estado são armazenados no buffer do destinatário é a retransmissão solicitada será somente do pacote que realmente foram perdido ou corrompido e desta