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Protocolos de Comunicação para leigos

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Categoria: Oceano Web

Atualização: Domingo, 14 Junho 2009 17:51

Autor: vovó Vicki

Acessos: 38074

Se você sabe o que é uma rede (se não, dê uma lida em O que é uma rede?) então também sabe que, para que ela funcione, é preciso interligar fisicamente seus componentes, configurá-los para que atuem como pretendido e que falem uma mesma "linguagem" padronizada.

Protocolos de Comunicação

Um protocolo de comunicação nada mais é do que um conjunto de convenções que rege o tratamento e, especialmente, a formatação dos dados num sistema de comunicação. Seria a "gramática" de uma "linguagem" de comunicação padronizada. Conhecemos vários protocolos de comunicação e fazemos uso deles diariamente, mas não pensamos neles como protocolos de comunicação. O mais antigo deles é a língua falada: duas pessoas que emitem sons audíveis aos ouvidos humanos podem se comunicar. Neste exemplo, o protocolo de comunicação é a emissão de sons numa dada faixa de frequência, o código utilizado é a língua falada e a mensagem é o conteúdo do que se fala.

E como fica o caso de deficientes auditivos que não puderam aprender a emissão de sons corretos? Podem se comunicar através da linguagem das mãos... um protocolo de sinais feitos com as mãos, onde o código é o alfabeto de sinais e a mensagem é o conteúdo do que se quer transmitir.

Os mais diversos meios podem ser utilizados para criar códigos de comunicação: luz, gestos, sons e símbolos são alguns deles. Em se tratando de máquinas, o meio mais utilizado até hoje é o elétrico. Porém, para fazer uso de qualquer código para transmitir uma mensagem, existe a necessidade de um protocolo. Memorize o trio vital de um sistema de comunicação:

• Protocolo de Comunicação: convenção na formatação dos dados
• Código de Comunicação: convenção dos símbolos usados
• Mensagem: conteúdo do que se transmite e recebe

Para entender melhor como evoluíram os protocolos e os códigos, vamos voltar no tempo e dar uma olhada no pai (ou avô, como quiserem) da moderna tecnologia da comunicação.

O Telégrafo

0 premiado pintor norte-americano Samuel Finley Breese, que viveu de 1791 a 1872, inventou um aparelho que servia para enviar e receber sinais elétricos através de fios. Usou um código de sinais que representavam as letras do alfabeto e os números. Este pintor se chamava Morse - já ouviu este nome alguma vez?

Pois bem, Mister Morse estabeleceu as técnicas essenciais para a transmissão de dados através de fios e, em 1844, inaugurou a primeira linha telegráfica enviando a famosa mensagem What hath God Wrought?. Em 1866, graças à tecnologia de cabos submarinos desenvolvida por Werner von Siemens, foi instalado o primeiro cabo transatlântico ligando os EUA à França - aí virou uma festa e todo mundo começou a usar esta forma ultra-rápida de comunicação. Resultado: parte da terminologia comum da transmissão de dados moderna origina-se diretamente dessas primeiras experiências.

A forma inicial da telegrafia, a primeira forma de enviar mensagens elétricas, usava a atuação remota de relês elétricos (eletroímãs) para deixar marcas numa tira de papel. Originalmente Morse imaginou numerar todas as palavras e em transmitir seus números através do telégrafo. O receptor, usando um enorme "dicionário", decifraria a mensagem - uma doideira. Parece que quem salvou Morse desta sandice foi Alfred Vail, um dos seus assistentes e o verdadeiro autor do chamado "Código Morse" que define as letras do alfabeto pelo padrão "ponto e traço" ou "som curto e som longo".

Este novo código reconhecia quatro estados: voltagem-ligada longa (traço), voltagem-ligada curta (ponto), voltagem-desligada longa (espaço entre caracteres e palavras) e voltagem-desligada curta (espaço entre pontos e traços). Se tiver curiosidade, dê uma lida num outro artigo sobre o O código Morse.

Podemos traduzir os termos acima utilizados (voltagem isto e voltagem aquilo) para os dias de hoje como condições binárias de "1" (ponto) e "0" (traço). Além disto, o alfabeto Morse é um código baseado em 5 posições, ou seja, não são precisas mais do que 5 posições para que todas as letras e números sejam padronizados. Por este motivo, o Código Morse é classificado como um protocolo de 5 bits.

Uma particularidade do alfabeto Morse é que a maioria das letras não usam os 5 bits. A letra "E", por exemplo, é expressa por um bit único. Acontece que seria mais seguro transmitir letras/números/símbolos que tivessem o mesmo comprimento porque é mais fácil controlar erros quando se recebe blocos de mesmo tamanho. Além do mais, isto possibilitaria transmissões automatizadas. Mas há um porém (quando é que não há?): o número de combinações possíveis para 2 símbolos e 5 posições é de apenas 32 (2 à quinta potência), o que não permite codificar todos os símbolos necessários (caracteres, algarismos, sinais gráficos, etc e tal).

Um dos primeiros a perceber esta limitação foi o francês Baudot. Ele resolveu este impasse criando o Código de Baudot, usado na telegrafia e nas máquinas de transmissão de dados que sucederam o telégrafo.

O Código de Baudot

Emile Baudot criou seu próprio telégrafo impressor em 1870. O código, por sua vez, foi desenvolvido por dois colaboradores: Johann Gauss e Wilhelm Weber, dois conceituados matemáticos da época. Foram criadas duas tabelas de 32 caracteres, uma de letras e outra, chamada de "figuras", contendo números e sinais de pontuação. Ambas possuíam dois elementos identificadores: a tabela de letras com dois identificadores (letras e figuras) e a tabela de figuras com dois identificadores (letras e figuras) - um verdadeiro pulo do gato. Como nós não somos matemáticos, cadê o pulo do gato? Vou tentar explicar... "sequestrando" dois elementos de cada tabela, duplica-se o número de combinações. Veja abaixo (considere bits 1 como pontos e bits 0 como traços):

Usando a tabela acima para transmitir a frase "Viva o ano 2000" em Código Baudot, teremos (observe as cores!):

A combinação 31 indica a tabela de letras, portanto, seguem-se as letras. Para transmitir "2000" indica-se o código 27 (para as figuras) seguido dos códigos dos números.

Sucessores do Telégrafo

Teclado Baudot

O Código de Baudot foi muito utilizado na telegrafia com a vantagem de só precisar de dois estados: a presença (ponto) e a ausência (traço) de voltagem, diferentemente do Código de Morse que necessitava de 4 estados. Além disso, foi criado um teclado para o Código de Baudot, o que facilitou muito a transmissão das mensagens pelos operadores. Este teclado era como um piano de cinco teclas (hmmmm... 5 bits, 5 teclas): usando cinco dedos o operador combinava "facilmente" as teclas para obter o código desejado.

O grande mérito de Baudot foi ter criado um código que serviu de base para todos os códigos amplamente usados na comunicação internacional de imprensa e metereologia. Ainda hoje, devido à facilidade de se obter equipamentos baseados em Baudot, este código é muito difundido entre os radioamadores.

Os sucessores diretos do telégrafo (telex, teleimpressora e teletipo), a tecnologia eletromecânica e o código alfabético de 5 bits continuaram a ser utilizados sem alterações significativas. O ponto e o traço foram substituídos por orifícios numa tira de papel: buracos grandes para os pontos (binário 1) e buracos menores para o traço (binário 0). A sincronização entre as estações emissoras e receptoras foi obtida através de dois sinais adicionais, um no início do elemento e outro no final. Convencionou-se que o bit de "início" fosse um traço e que o bit de "fim" fosse um ponto. Desta forma, a base do código foi expandida para 7 bits.

De acordo com esta nova regra, a letra "A" passou a ser transmitida da seguinte forma:

A estrutura de 7 bits tornou possível a automação da transmissão de dados e o uso de tiras de papel perfuradas possibilitou o armazenamento e a facilidade de reenviar mensagens.

Foi assim que Baudot plantou a semente para se chegar aos códigos de computadores e ao atual código ASCII. O caminho percorrido está cheio de surpresas...

O Código de Murray e o ITA#2

Entre 1899 e 1901, o australiano Donald Murray desenvolveu um sistema automático de telegrafia utilizando o que ele encontrou de melhor no Código de Baudot. Transformou o teclado tipo "piano" de Baudot num teclado mais "moderno", tipo teclado de máquina de escrever, que gerava os códigos desejados. O operador não precisava mais se preocupar com pontos e traços.

A Western Union Telegraph Company adquiriu os direitos norte-americanos sobre o Código de Murray. Alterou alguns símbolos e utilizou o código até 1950. O Código de Murray, modificado pela Western Union, foi adotado pelo CCITT (International Telegraph and Telephone Consultative Committee) em 1930 como Código ITA#2. Todos os teletipos/teleimpressoras usaram o ITA#2 ou sua versão norte-americana.

FIELDATA

O FIELDATA foi usado entre 1957 e 1960 como parte do sistema de comunicações do exército americano. Não era apenas um código, era uma estrutura para "troca de informações" que incluía especificações elétricas e adaptadores para compatibilizar periféricos (teletipos, etc) e computadores FIELDATA, como o MOBIDIC da Sylvania, o BASICPAC e o LOGICPAC da Philco.

O FIELDATA incorporou pela primeira vez o conceito de "códigos de controle": o sétimo bit, denominado de "tag", determinava a tabela ativa: 1 para a tabela alfabética e 0 para a tabela chamada supervisora (supervisory).

ASCII-1963

O ASCII, American Standart Code for Information Interchange - Código Padrão Americano para Troca de Informações - foi estabelecido graças ao esforço conjugado do comitê X3.4 da ASA (American Standart Association) e da indústria americana de computadores e comunicação de dados. Participaram a IBM, a AT&T e sua subsidiária Teletype Corporation.

O ASCII-1963, antes conhecido como padrão ASA X3.4-1967 (depois USASA, e mais tarde ANSI), faz parte de uma série de padrões; outros especificam como armazenar ASCII em cartões perfurados, fitas magnéticas e como manipular erros.

ASCII-1967

O novo código ASCII, assim como o de 1963, é um código de 7 bits com 128 caracteres (muitas vezes afirma-se erroneamente que seja um código de 8 bits). Em termos de código, este é o estágio atual. Isto é muito tempo para um protocolo de 7 bits e um código amplamente aceito - mais de 30 anos!