O que é Transmissão de Dados? Como Garantir um Fluxo de Dados Suave

Corridas de longa distância, como maratonas, são intrigantes, não são?

Ainda mais interessante é a história de Pheidippides. Quando Atenas derrotou as forças persas durante a batalha de Maratona, ele correu 25 milhas para entregar a mensagem de vitória.

Na antiga Atenas, mensageiros corriam longas distâncias para transmitir mensagens importantes. Quando Pheidippides se aproximou da Acrópole, ele louvou Nike, a deusa grega da vitória, e caiu morto de exaustão (lembre-se de que isso é um mito, então os eventos podem ser ligeiramente exagerados).

Na comunicação de dados e redes, os sistemas de transmissão de dados são equivalentes a mensageiros como Pheidippides (sem a parte da morte). Para transferir dados analógicos e digitais entre redes empresariais globais, as empresas usam software de troca de dados ou software de intercâmbio eletrônico de dados (EDI).

As organizações escolhem sistemas de transmissão de dados para garantir um fluxo de dados suave através de redes de informação.

Importância da transmissão de dados

As empresas multiplicam suas forças com fusões, aquisições e diversificação. Tomar decisões eficazes sobre ambientes de negócios tão complexos e diferentes requer dados contextuais e conectados.

As empresas não podem ter o que precisam umas das outras sem aquisição e transmissão rápida de dados. As soluções de comunicação de dados melhoram as taxas de transmissão de dados enquanto protegem a qualidade dos dados dentro de organizações com grandes volumes de dados.

Além disso, a transmissão de dados reduz os custos de hardware e dá às pessoas fácil acesso aos dados quando precisam.

Componentes da transmissão de dados

A comunicação de dados entre dois ou mais dispositivos usando uma rede depende dos seguintes elementos de transmissão de dados.

• Mensagem é o dado que um dispositivo envia para outros dispositivos. Exemplos comuns de mensagens são textos, arquivos de áudio e arquivos de vídeo.
• Emissor é o dispositivo que inicia o processo de transmissão de dados enviando uma mensagem para outro dispositivo.
• Receptor é o dispositivo final que recebe a mensagem.
• Meio de transmissão ou canal conecta emissores e receptores. As empresas podem usar meios guiados, com fio, ou métodos não guiados, como ondas de rádio, micro-ondas ou cabos de par trançado para transferir dados.
• Conjunto de regras ou protocolos governam a comunicação de dados entre dispositivos.

Como funciona a transmissão de dados?

Imagine digitar dados em um computador usando um teclado. A eletrônica dentro do teclado usa esquemas de codificação padrão para converter entradas de dados em padrões binários equivalentes.

7 bits representam 128 elementos, enquanto 8 bits representam 256 elementos em um teclado. O receptor segue um processo semelhante para decodificar padrões binários recebidos e convertê-los em caracteres.

Tanto emissores quanto receptores usam códigos Extended Binary Coded Decimal (EBCDIC) e o American Standard Code for Information Interchange (ASCII) para representar caracteres alfabéticos, de pontuação e numéricos.

A transmissão de dados digitais acontece de maneira semelhante. Um dispositivo de origem gera dados na forma de sinais digitais ou fluxos de bits. Um meio de comunicação como um fio de cobre físico, rede sem fio ou fibra óptica transporta esses dados para um ou mais dispositivos destinatários.

Cada sinal de saída pode ser um sinal de banda base ou de banda passante.

• Sinal de banda base ou mensagem original é a informação original que se pretende transmitir. No entanto, um sinal de banda base tem baixa frequência e não pode viajar longas distâncias sem modulação.
• Sinal de banda passante refere-se à mensagem original após modulação. Portanto, sinais de banda passante são modulados de forma diferente dos sinais de banda base.

A transmissão de dados também pode facilitar a transferência interna de dados, como enviar dados de um disco rígido ou memória de acesso aleatório (RAM) para um processador. Na maioria dos casos, a transmissão de dados é digital, mas também pode ser analógica.

Tipos de transmissão de dados

Os modos de transmissão de dados variam dependendo da direção da troca de dados, do número de bits transmitidos e da sincronização entre transmissor e receptor.

Os modos de transmissão de dados podem ser classificados em três categorias com base na direção da troca de informações.

1. Transmissão simplex

No modo de transmissão de dados simplex, os dados fluem em uma direção. Esta comunicação unidirecional restringe os emissores a enviar e os receptores a receber apenas. Simplex não é um modelo de transmissão popular, pois a maioria das empresas precisa de comunicação bidirecional.

Dispositivos que usam transmissão simplex enviam mais dados usando toda a largura de banda do canal. No entanto, não há intercomunicação entre dispositivos devido à unidirecionalidade.

Exemplos comuns de dispositivos que usam modelos de transmissão simplex incluem teclado e mouse. Estações de rádio também usam transmissão simplex para enviar sinais para ouvintes que não podem transmitir de volta.

2. Transmissão half duplex

O modo de transmissão half duplex ou semi-duplex permite que os dados fluam em ambas as direções, mas apenas uma direção de cada vez. Basicamente, os dispositivos podem transmitir e receber dados, mas não simultaneamente. Como a transmissão simplex, a transmissão half duplex usa toda a largura de banda do canal em uma direção de cada vez.

Imagine falar via um walkie-talkie, um exemplo clássico de transmissão half duplex. Você só pode ouvir quando outra pessoa fala. Da mesma forma, eles só podem ouvir quando você fala. Se ambos tentarem falar ao mesmo tempo, você ouvirá apenas um som distorcido.

A transmissão half duplex causa atraso na comunicação, pois você tem que esperar enquanto a outra parte envia dados.

3. Transmissão full duplex

A comunicação no modo de transmissão full duplex é bidirecional. Os dados fluem em ambas as direções, permitindo que ambos os dispositivos enviem e recebam mensagens simultaneamente. A transmissão full duplex usa dois canais simplex que movem o tráfego em direções opostas. Um full duplex é o modo de comunicação mais rápido entre dispositivos.

Uma rede telefônica usa transmissão full duplex para permitir que duas pessoas falem e ouçam ao mesmo tempo. No entanto, o modo full duplex precisa de um caminho dedicado para garantir uma comunicação perfeita entre dois dispositivos.

Você pode dividir os modos de transmissão de dados em duas categorias, dependendo da sincronização entre receptores e transmissores.

Transmissão síncrona

A transmissão síncrona é um tipo de transmissão full duplex que usa sinais de relógio para manter o transmissor e o receptor em sincronia um com o outro. Este método de transferência de dados empacota e envia dados em grandes blocos em intervalos de tempo fixos. Sinais de relógio no transmissor e receptor garantem transferência de blocos de dados contínua e consistente baseada no tempo.

Agora, vamos entender como funciona a transmissão síncrona.

• Agrupamento de blocos de dados insere caracteres de sincronização ociosos (também conhecidos como caracteres syn) para espaçar blocos de dados em intervalos regulares.
• Sincronização de conexão ocorre após dispositivos remotos receberem e decodificarem caracteres syn.
• Transmissão de dados começa após a sincronização correta da conexão.

A transmissão de dados síncrona envia blocos de dados em vez de caracteres, então é rápida – exatamente por isso que empresas que transferem grandes quantidades de dados adoram esse modelo. No entanto, essa transmissão de dados pode ser cara.

Unidades centrais de processamento (CPU), RAM e protocolos de rede como Ethernet usam transmissão síncrona.

Transmissão assíncrona

A transmissão assíncrona é um tipo de transmissão half duplex que usa bits de início (binário 0) e parada (binário 1) para marcar o início e o fim dos caracteres durante a transferência de dados. Não importa o que você envie; cada caractere deve começar com 0 e terminar com 1 para que um dispositivo saiba que recebeu ou enviou um caractere completo.

Vamos entender como funciona a transmissão assíncrona.

• Estado de marcação refere-se a lacunas entre transmissões de caracteres em uma linha de transmissão inativa. A transmissão assíncrona usa binário 1 para denotar períodos de inatividade.
• Interrupção do estado de marcação acontece quando um sistema receptor vê um binário 0. Neste estágio, o sistema antecipa a chegada de caracteres de dados.
• Transmissão de dados assíncrona ocorre à medida que os sistemas recebem caracteres e retornam ao estado de marcação quando a transmissão termina.

Como não há mecanismo de relógio, dispositivos de comunicação assíncrona não enviam ou recebem informações em um ritmo constante. Apesar disso, eles mantêm um fluxo de informações confiável negociando a velocidade de acordo com as capacidades de hardware.

A transferência de dados assíncrona é melhor para transmissões de baixa velocidade. Você sempre pode compactar dados para aumentar a velocidade. Quando você digita dados usando um teclado, esse é um exemplo clássico de transferência de dados assíncrona.

Transmissão síncrona vs. assíncrona

A transmissão síncrona usa sinais de temporização para enviar um fluxo contínuo de dados, enquanto a transmissão assíncrona transfere dados em intervalos de tempo aleatórios.

Existem duas categorias de transmissão de dados com base no número de bits simultâneos transferidos por uma rede.

Transmissão serial

A transmissão de dados serial recebe ou envia dados usando um único pacote de bits de dados a cada pulso de relógio. Ela usa comunicação bidirecional para transferir dados via um barramento de computador ou canal de comunicação. As transmissões seriais geralmente transmitem 8 bits de cada vez, juntamente com um bit de início e parada.

A transferência de dados entre dois computadores usando portas seriais é um exemplo de transmissão serial.

A transmissão serial é adequada para transmissão de dados a longa distância devido à sua simplicidade e baixo custo. No entanto, a velocidade de transferência de dados é comparativamente lenta devido a um único canal de comunicação.

Transmissão paralela

A transmissão de dados paralela transfere múltiplos bits de dados simultaneamente. Neste modo de transmissão, fios paralelos fazem o trabalho pesado ao conter dados. Outros cabos ajudam transmissores e receptores a se comunicarem entre si.

A forma como um computador se comunica com uma impressora é um bom exemplo de transmissão de dados paralela.

A transmissão paralela é ideal para enviar um grande volume de dados em um tempo mais curto. É por isso que você frequentemente a vê em comunicação de curta distância. No entanto, dois canais de transmissão muito próximos um do outro podem interferir na qualidade do sinal de dados. Este modo de transmissão também é caro, pois precisa de mais canais.

Transmissão serial vs. paralela

A transmissão serial usa um único canal de comunicação para transferir dados, enquanto a transmissão paralela utiliza múltiplos links paralelos para transmitir dados simultaneamente.

Tipos de meios de transmissão de dados

Os meios de transmissão de dados podem ser divididos em meios guiados e não guiados.

Meios de transmissão com fio, limitados ou guiados garantem alta velocidade e transmissão segura de dados usando links físicos. Meios guiados, ideais para distâncias mais curtas, têm cinco tipos principais.

1. Cabo de par trançado é o meio de transmissão mais amplamente utilizado. É basicamente uma torção de dois fios condutores isolados separadamente. Um cabo de par trançado contém vários desses pares em uma capa protetora. Cabos de par trançado blindado (STP) bloqueiam interferências externas com uma capa especial. Cabos de par trançado não blindado (UTP) podem bloquear interferências sem escudos físicos.
2. Cabo coaxial usa modos de banda base e banda larga para transmitir informações. Esses cabos vêm com camadas de isolamento e condutores paralelos com capas de proteção. Redes de televisão analógica e televisões a cabo usam cabos coaxiais.
3. Cabo de fibra óptica transmite grandes volumes de dados usando reflexão de luz através de um núcleo de vidro ou plástico. Esses cabos podem ser bidirecionais ou unidirecionais.
4. Stripline é uma linha de transmissão eletromagnética transversal (TEM) que envia ondas de alta frequência usando um material condutor.
5. Microstripline usa uma camada dielétrica para separar o material condutor do plano de terra.

Meios de transmissão sem fio, não limitados ou não guiados transmitem mensagens usando sinais eletromagnéticos. Ele transmite os seguintes tipos de sinais.

• Ondas de rádio podem enviar sinais através de edifícios. Essas ondas não requerem alinhamento entre antenas de envio e recepção. Exemplos comuns incluem telefones sem fio e rádios de modulação de frequência (FM).
• Micro-ondas usam alinhamento adequado entre antenas de envio e recepção (também conhecido como transmissão em linha de visão) para enviar sinais. Micro-ondas são comumente usadas em comunicação de telefonia móvel.
• Ondas infravermelhas facilitam a comunicação de curta distância; elas não podem penetrar em obstáculos físicos.

Capacidade do canal de transmissão de dados

Largura de banda e taxa de transferência de dados são dois parâmetros que as empresas usam para medir a capacidade do canal de transmissão de dados.

Largura de banda refere-se às faixas de frequência disponíveis para transmissão de dados através de um canal. Quanto maior a largura de banda, mais rápida é a taxa de transferência de dados. A largura de banda do canal é medida em Hertz (Hz).

Taxa de transferência de dados, ou taxa de bits, mede o número de bits transmitidos por segundo entre a fonte e o destino. A taxa de transferência de dados é medida em bits por segundo (BPS). Por exemplo, 1 kilobit por segundo (KBPS) equivale a 1024 BPS.

Vamos ver o que considerar ao escolher um modo de transmissão de dados.

Protocolos e padrões de transmissão de dados

Cada domínio segue suas próprias regras, e os sistemas de transmissão de dados não são diferentes. Essas regras ou protocolos ditam como as extremidades de envio e recepção de um sistema funcionam.

Os protocolos de transmissão de dados definem três elementos:

1. Sintaxe é a estrutura ou formato de dados que os dispositivos usam ao enviar ou receber dados. Por exemplo, um protocolo pode considerar os primeiros oito bits de dados como o endereço do remetente e o restante do fluxo de dados como uma mensagem.
2. Semântica define como receptores e emissores interpretam cada seção de um bit de dados. Por exemplo, que ação um receptor toma após receber dados? Como ele interpreta os dados que recebeu?
3. Temporização diz o que enviar e a que velocidade. Definir a temporização é crucial porque você não quer que o receptor perca dados apenas porque um dispositivo emissor pode transmitir dados rapidamente.

Ao aprender sobre comunicação de dados, você encontrará padrões De Facto e De Jure.

Padrões De Facto são regras que as empresas adotam devido ao seu uso generalizado. Esses padrões não são aprovados por nenhuma organização. Por exemplo, você pode estabelecer um padrão em sua empresa dependendo de suas necessidades.

Padrões De Jure são regulamentos estabelecidos por órgãos reconhecidos como o American National Standards Institute (ANSI), a International Organization for Standardization (ISO) e o Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).

Por exemplo, protocolos de comunicação de dados seguem o protocolo de transferência de correio simples (SMTP) ou o protocolo de controle de transmissão (TCP) em certos casos.

Continue lendo para explorar a etiqueta comum de comunicação de dados.

• Sequenciamento de dados divide uma mensagem maior em pacotes de dados menores. Esses pequenos pedaços facilitam para os dispositivos identificar erros. Além disso, eles têm que reenviar quantidades menores de dados em caso de erros.
• Roteamento de dados ajuda fontes e destinos a encontrar o caminho mais eficiente entre eles. Encontrar a rota de dados certa é fundamental para aumentar a eficiência da transmissão de dados.
• Fluxo de dados garante a entrega adequada de dados, independentemente da incompatibilidade de velocidade entre um receptor e um emissor.
• Controle de erros faz o que diz – identifica erros e ajuda os dispositivos a se recuperarem. Também garante que não haja interrupção no envio ou recebimento de dados.
• Processo de codificação é o que os computadores usam para converter dados em formas binárias.

A segurança dos dados é vital para qualquer empresa. No entanto, como garantir que os dados não vazem enquanto viajam? Você usa métodos seguros de transmissão de dados.

Transmissão de dados e CDN

A transmissão de dados é mais do que enviar e receber dados. Ela decide se uma empresa terá sucesso em processar tarefas complexas ou não.

Por exemplo, os dados que você recebe podem alimentar aplicativos de negócios e ajudá-lo a tomar decisões. Portanto, você não quer uma transmissão de dados inferior sob nenhuma circunstância – exatamente por isso que as empresas abordam sinceramente questões como saúde do servidor, estrutura de transmissão de dados, latência e congestionamento de rede.

As empresas frequentemente confiam em soluções de rede de entrega de conteúdo (CDN) para garantir uma distribuição de dados perfeita. As CDNs ajudam você a usar a rede de forma eficiente, utilizando nós estrategicamente localizados ao redor do mundo. Como resultado, você pode facilmente evitar congestionamento de rede e oferecer uma melhor experiência ao usuário.

A maioria das CDNs vem com balanceadores de carga integrados para ajudar emissores e receptores a acessar os pontos de entrada e saída mais próximos. Essa facilidade de transmissão de dados melhora a velocidade. Além disso, as CDNs ajudam a proteger seus dados contra ameaças emergentes.

Corra sua própria maratona

Operar um negócio é uma maratona, não uma corrida de velocidade. Você precisa de sistemas de transmissão de dados eficientes, como Pheidippides, para compartilhar informações através de redes e tomar decisões. Comece decidindo qual modo de transmissão funciona melhor para você, para que você possa aproveitá-lo para criar seu legado.

Se você está procurando compartilhar dados entre empresas e partes interessadas sem alterar o significado inerente, é hora de começar a usar troca de dados.