Coelho na Rede

Em redes de computadores, umas das primeiras coisas a serem definidas para a transmissão de dados é a representação dos bits 0 e 1.

Inicialmente poderíamos achar que essa é uma tarefa simples. "Em um sistema que utilize sinais elétricos basta determinarmos que o bit 0 é a ausência de voltagem e o bit 1 é a presença de voltagem".

Porém, isso é simples apenas quando estamos trabalhando a nível de hardware, como em uma placa mãe, onde os níveis de tensão são controlados por uma única fonte. Isso não ocorre em uma rede de computadores, pois cada equipamento têm sua diferença de voltagem, portanto o valor zero para um pode não ser o mesmo uma outra máquina.

Esse problema pode ser resolvido quando utilizamos valores inversos para representar cada um dos bits, por exemplo, voltagem positiva (+1V) para bit 1 e voltagem negativa (-1V) para bit 0. Apesar disso ser possível, caímos em um outro problema, relacionado à sincronização dos sinais, pois cada computador tem um relógio interno e suas velocidades podem ser diferentes, assim uma longa sequência de bits iguais tipo 00001111 pode ser interpretado de forma diferente no computador de destino, como por exemplo 000111.

Para evitar esse último problema é necessário embutir a sincronização dos sinais dentro da própria codificação dos bits. Um exemplo é a codificação "Manchester", utilizadas em redes Ethernet (IEEE 802.3).

Nesta codificação, representamos cada bit como uma variação de voltagem (segundo o padrão IEEE 802.3):
Bit 1: Começa com -V e termina com +V
Bit 0: Começa com +V e termina com -V

Obs.: Repare no desenho abaixo que existem duas especificações para a codificação Manchester, porém prefiro falar no padrão utilizado comercialmente pelas redes Ethernet.

A desvantagem desse método é que para representar um bit é necessário sinalizar o canal 2 vezes, portanto é necessário uma largura de banda 2 vezes maior do que os esquemas anteriores de codificação binária.



Uma variação dessa codificação é a "Manchester Diferencial", nela continua a transição de voltagem no meio de um período, porém identificamos os valores por uma transição ou não do sinal no início do bit, assim:
Bit 1: Não há transição de voltagem no início do bit.
Bit 0: Há transição de voltagem no início do bit.

A Manchester Diferencial, por ter implementação mais difícil, acaba necessitando um hardware especial, assim ele não sendo utilizado em redes Ethernet, mas sim em outras, como por exemplo a Token Ring (IEEE 802.5)




Referências:
* Tanenbaum, Andrew, S. (2002). Redes de Computadores (4ª Edição). Prentice Hall.
* MF 101 - Introdução à Tecnologia de Redes, Furukawa (5a edição).

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