apostila_telecomunicações

7/29/2019 Apostila_Telecomunicações

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TÉCNICO EM ELETRÔNICA

TELECOMUNICAÇÕES Página 1

TELECOMUNICAÇÕES

Telecomunicação é uma forma de estender o alcance normal da comunicação. É,atualmente por definição, a transmissão, emissão ou recepção, por fio, radioeletricidade,meios ópticos ou qualquer outro processo eletromagnético, de símbolos, caracteres, sinais,escritos, imagens, sons ou informações de qualquer natureza.

Na Idade Média, para a telecomunicação, eram comumente usados nos topos decolinas, feixes de luz para transmitirem sinais, os quais poderiam transmitir apenas um bit de

informação (bit é a contração de bi nary dig it – unidade para computar informação),contendo um significado simples como: “O inimigo foi visto”, mensagem essa que deveria ter sido resolvida por acordo previamente estabelecido, tudo só funcionaria se houvesse visadadireta, isto é, se o transmissor da mensagem fosse visto pelo receptor da mesma. Isso só foimelhorado quando em 1837, Samuel Morse inventou o telégrafo, no qual o transmissor usaa eletricidade para enviar pulsos que são interpretados pelo receptor. A Telecomunicaçãopor fio teve seu aperfeiçoamento em 1876, com a invenção de Alexander Graham Bell, oprimeiro telefone convencional bem sucedido.

Enquanto isso, independentemente, a telecomunicação sem fio teve seu avanço em1832, quando James Lindsay deu uma aula de demonstração aos seus alunos de telegrafiasem fio, usando ondas eletromagnéticas. Em 1901 Guglielmo Marconi estabeleceu aprimeira comunicação sem fio de longa distância entre St. John's (Canadá) e Poldhu

(Inglaterra). E em 1925, John Logie Baird foi capaz de demonstrar a transmissão de figurasem movimento. Daí a primeira transmissão televisiva foi realizada pela BBC em 1929.

A partir da segunda metade do século XX, com o avanço da tecnologia digital aTelecomunicação tomou-se de tão notável ascensão que entrou em órbita com o Sputnik em1957 e com tão extraordinária rapidez que atingiu a velocidade da luz com a fibra óptica em1970. E no final do século cresceu tanto, que ficou imensa com a rede mundial decomputadores, a Internet, em 1991. Começamos o século XXI com o 4G (quarta geração datelefonia celular), Rádio e TV Digital e Banda Larga ( Internet de alta velocidade) de até 20Mbps.

A Telecomunicação existe desde a Pré-História,onde os homens usavam tambores e sinais de fumaçapara se tele-comunicarem, ou seja, comunicar-se adistância; do grego tele que significa "ar" e a palavracomunicação deriva do latim communicare , quesignifica "tornar comum", "partilhar", "conferenciar".Comunicação é o processo pelo qual uma informaçãogerada em um ponto no espaço e no tempo chamadofonte é transferida a outro ponto no espaço e no tempochamado destino. Quando o destino da informação estápróximo da fonte, a transmissão é direta e imediata, talcomo se processa a conversação entre duas pessoasnum mesmo ambiente. Quando a distância entre elas

aumenta, no entanto, o processo de comunicação diretase torna mais difícil. Há então a necessidade de umsistema de telecomunicação - um conjunto de meios edispositivos que permita a fonte e destino secomunicarem a distância.





MEIOS (DE COMUNICAÇÃO) FÍSICOS

A comunicação à distância, ou seja, atelecomunicação necessita do meio físico parapoder propagar a informação. Esses meiosfísicos se enquadram em duas categorias: Meios guiados, onde as ondas são

dirigidas ao longo de um meio sólido,envolve par de fios, cabo coaxial e fibraóptica (existem também as guias deondas).

Meios não guiados, onde as ondaseletromagnéticas se propagam naatmosfera e no espaço. Envolve todo oespectro eletromagnético.

MEIOS GUIADOS

Par de fios

Par de fios é a forma mais simples de meio de transmissão. É composto peloconjunto de dois fios condutores (cobre em geral), sendo cada fio revestido de um material

isolante elétrico. Vem sendo usado há mais de cem anos nas redes de telefonia. É utilizado,no caso da rede telefônica para a ligação do telefone até um bloco terminal localizadopróximo dos prédios, aonde chegam pares correspondentes a vários assinantes por meio decabos de pares - conjuntos de fios reunidos, utilizando normalmente papel ou polietilenopara isolamento dos condutores, contendo até a ordem de 2 800 pares. Quando necessáriopode-se otimizar a utilização dos cabos de pares com o emprego de equipamentos demultiplexação (dispositivos que codificam as informações de duas ou mais fontes de dadosnum único canal), normalmente com capacidade de até 30 canais de voz por par de fios.

As perdas por atenuação podem ser reduzidas nos cabos de pares, estendendo-se àsua distância de utilização, por meio de uma técnica denominada pupinização, que consistena inserção de indutâncias em série nos condutores, a intervalos regulares, que exercemum efeito compensador em relação à capacitância existente entre os condutores do par.

Linha aberta

As linhas abertas são aéreas (instaladas em postes) nas quais se utilizamcondutores nus (sem isolamento elétrico), cuja distância entre si é muito maior que odiâmetro.

A atenuação introduzida pelas linhas abertas é bem menor que a correspondenteaos sistemas com cabos de pares, principalmente pelo maior diâmetro dos condutoresusados em linhas e o espaçamento entre estes. Em compensação, devido ao maior emprego de matéria-prima (cobre, normalmente), o custo (por canal) é maior nas linhasabertas que nos cabos de pares.





As linhas abertas podem ser utilizadas paraligações bidirecionais, cobrindo distâncias da ordem de100 km sem o uso de repetidores, ou distâncias maiores(normalmente ate 400 km) com repetidores tipicamenteespaçados de 100 km.

Normalmente são utilizadas em regiões muitomontanhosas e acidentadas, em que uma ligação derádio, por exemplo, exigiria muitos repetidores em virtudede obstrução da onda de rádio pelo terreno.

Os sistemas em linhas abertas estão sujeitos àsintempéries, isto é, suas características ficam expostas avariações de temperatura e umidade. Geralmente, a

capacidade desses sistemas, em termos de canais devoz é da ordem de 24 canais.

Linhas de alta tensão

As linhas de alta tensão são extensivamente utilizadas para transmissão de váriostipos de comunicação, incluindo telefonia, telegrafia, transmissão de dados e telemetria. Atransmissão desses sinais pode ocorrer simultaneamente com a transmissão de energiaelétrica – sem interferência mútua – ou por meio de um cabo óptico especial, chamadoOptical Ground Wire (OPGW), que usualmente substitui um dos cabos terra na linha detransmissão de energia.

Os sistemas de comunicação via linhas de alta tensão foram bastante usados parasuprir as necessidades de telecomunicações internas das concessionárias de geração edistribuição de energia elétrica. Atualmente existe uma tendência entre as empresas detransmissão de energia elétrica de prover meios de telecomunicações para fins comerciais.Isso se deve à utilização de cabos ópticos nas linhas, o que tem aumentadoconsideravelmente a capacidade de transmissão do sistema e provocado certa folga nacanalização. Essa capacidade ociosa tende a ser comercializada.

Teoricamente, linhas de transmissão de energia elétrica operando a qualquer tensãopodem ser usadas para serviços de comunicações, entretanto aquelas de mais alta tensão(acima de 33 KV) são mais usadas. Isto ocorre porque as de mais baixa tensão são

interrompidas ou derivadas em um grande número de estações de força, o que aumentamuito o custo de instalação e manutenção dos serviços de comunicações, devido ànecessidade de maior quantidade de equipamentos adicionais a serem instalados (decomunicações e de proteção).

Uma consideração importante na conexão é o isolamento dos equipamentos decomunicação da rede de energia elétrica, bem como a proteção contra descargas e efeitostransitórios. Desta forma são necessários pelo menos três tipos de equipamentos adicionaispara conexão à linha de alta tensão: capacitor de acoplamento de alta tensão, dispositivo deproteção e estruturas de casamento e sintonia.





Cabo coaxial

Para contornar certas deficiências, tais como, captação de ruídos naturais,

interferências e o fenômeno de irradiação quando se quer transmitir freqüências maiselevadas, foram desenvolvidos os cabos coaxiais, que funcionam como linhas blindadas,evitando a irradiação da energia propagada e a captação de sinais externos. Como o par defios, o cabo coaxial é constituído de dois condutores de cobre, porém concêntricos e nãoparalelos. Os diâmetros dos condutores, interno e externo (determinando o espaçamentoentre eles), bem como a constante dielétrica do material isolante entre eles, determinam ascaracterísticas de transmissão via cabos coaxiais.

Os cabos coaxiais, além de permitirem a transmissão de um número muito grande decanais telefônicos, fornecem a possibilidade de transmissão de sinais de televisão.

Quanto à sua instalação, podem ser aéreos (somente de baixa capacidade),subterrâneos ou enterrados, como os cabos de pares, sendo um caso especial o cabosubmarino.

Fibras ópticas

A fibra óptica é um meio delgado e flexível que conduz pulsos de luz, sendo quecada um desses pulsos representa um bit.

Os sistemas de transmissão por fibras ópticas baseiam-se na propagação de luzmodulada (processo de alterar o sinal), na faixa de 850 a 1.550 ηm (10-9 m) de comprimentode onda.

O núcleo da fibra óptica precisa ter um índice maior de refração (n) que o materialque o envolve. O material que envolve o núcleo da fibra óptica é chamado revestimentointerno.

O ângulo de incidência do raio de luz é maior que o ângulo crítico para o núcleo eseu revestimento interno.

Quando estas duas condições são satisfeitas, a inteira luz incidente na fibra serárefletida de volta para dentro da fibra. Isto é conhecido como reflexão interna total, que é afundação sobre a qual a fibra óptica é construída. A reflexão interna total faz com que osraios de luz na fibra reflitam no limite do revestimento interno do núcleo e continuem o seupercurso em direção à extremidade distante da fibra. A luz seguirá um caminho de zigzagatravés do núcleo da fibra.

Reflexão Interna de uma fibra óptica.





A fibra óptica, propriamente dita, é um composto de sílica ou vidro, de alta pureza,convencionalmente dopado principalmente com íons de fósforo e germânio que, dentreoutras vantagens, acarreta aumento da condutividade de luz e diminuição da perda por

atenuação. Atualmente, a perda por atenuação nas fibras ópticas está em torno de 0,2 a 1dB/km e seus diâmetros variam entre 5 e 50 μm sem encapamento e atingem cerca de 125μm, com revestimento.

Com tal perda, pode-se dizer que a tendência deste sistema é ter uma distânciaentre repetidores muito grande, hoje atingindo cerca de 100 km, reduzindo o número destese conseqüentemente, os custos com equipamentos.

Como aplicações típicas podem-se citar: ligações entre estações telefônicas emgrandes cidades, interligação entre computadores e entre computadores e interfaces,sistemas de supervisão em subestações, substituição dos cabos convencionais em aviõesmilitares (para diminuição de peso) e em satélites.

Como grandes vantagens ainda dos sistemas via fibras ópticas, destacam-se opotencial físico de fornecer largura de banda (número máximo de bits que pode passar

teoricamente através de uma determinada área, num determinado tempo) virtualmente semlimites e a imunidade a interferências, em virtude da freqüência em que operam. A luz usadanas redes de fibra óptica é um tipo de energia eletromagnética.

Guias de onda

No sistema de ondas guiadas, são usados condutores especiais e ocos, de seçãoreta circular – que garantem a transmissão com menor atenuação, os quais guiaminternamente ondas de rádio de freqüências muito altas.

Estes sistemas apresentam capacidade muito superior alcançando até 200.000canais de voz. Requerem uma tecnologia muito cara e de altíssima precisão.

MEIOS NAO GUIADOS

Nos meios não guiados, ondas se propagam na atmosfera e no espaço, como é ocaso das estações transmissoras de rádio e TV, redes sem fio e canal digital de satélite.Envolve todo o espectro eletromagnético.

Espectro Eletromagnético

Espectro eletromagnético é o intervalo completo da radiação eletromagnética, quecontém desde as ondas de rádio, as micro-ondas, o infravermelho, a luz visível, os raios

ultravioleta, os raios X, até aos raios gama, cobrindo comprimentos de onda de milhares dequilômetros até a fração do tamanho de um átomo. O tamanho limite do comprimento deonda é o tamanho do próprio Universo, ou seja, o espectro é infinito e contínuo.

Uma carga em repouso cria à sua volta um campo que se estende até ao infinito. Seesta carga for acelerada haverá uma variação do campo elétrico no tempo, que irá induzir um campo magnético também variável no tempo (estes dois campos são perpendicularesentre si), assim é produzido um tipo de energia conhecida como energia eletromagnética.Esta energia na forma de ondas pode deslocar-se através de um vácuo, o ar, e através dealguns materiais como vidro. Os campos em conjunto constituem uma onda eletromagnética(a direção de propagação da onda é perpendicular às direções de vibração dos campos quea constituem). Uma onda eletromagnética propaga-se mesmo no vácuo.

Uma propriedade importante de qualquer onda de energia é o comprimento de onda.

De acordo com a freqüência e comprimento de onda das ondas eletromagnéticaspode-se definir um espectro com várias zonas (podendo haver alguma sobreposição entreelas).





Se todos os tipos de ondas eletromagnéticas forem arranjados na ordem desde omaior comprimento de ondas até o menor, será criada uma série contínua, denominadaespectro eletromagnético. Canais de rádio carregam sinais dentro de espectroeletromagnético.

Espectro Eletromagnético

O comprimento da onda eletromagnética é determinado pela freqüência com que a

carga elétrica que gera a onda se desloca para lá e para cá. Se a carga se deslocalentamente, o comprimento da onda que é gerada é um longo comprimento de onda.Imagine o movimento de uma carga elétrica como sendo um bastão em uma piscina. Se obastão é movimentado lentamente de um lado a outro, serão geradas ondas na água comum comprimento de onda longo entre os picos das ondas. Se o bastão é movimentado deum lado a outro com maior rapidez, as ondas terão um comprimento de onda mais curta.

Por serem as ondas eletromagnéticas geradas de maneira idêntica, elascompartilham muitas das mesmas propriedades. Todas as ondas se deslocam a umamesma velocidade no vácuo. A taxa é a velocidade da luz, aproximadamente 300.000 km/s.

Os olhos humanos só podem perceber a energia eletromagnética com comprimentode ondas entre 400 a 700 ηm, a qual é conhecida como luz visível. Os comprimentos deonda mais longos de luz são visualizados como cor vermelha. Os comprimentos de onda

mais curtos aparecem como a cor violeta. Esta parte do espectro eletromagnético é vistocomo as cores de um arco-íris.





Ondas

Podem ser usadas analogamente ondas do oceano, que seriam descritas em termosde sua altura ou amplitude, a qual seria medida em metros. Elas podem também ser descritas em termos de quão freqüentemente chegam até a praia, usando período efreqüência. O período das ondas é o período de tempo entre cada onda, medido emsegundos. A freqüência é o número de ondas que chegam até a praia cada segundo,medida em Hertz. Um Hertz equivale a uma onda por segundo, ou um ciclo por segundo.

A amplitude de um sinal elétrico representa altura, medida em volts (V). O período éo período de tempo para completar um ciclo, medido em segundos. A freqüência é o númerode ciclos completos por segundo, medidos em Hertz (Hz).

Se um distúrbio é causado de propósito e envolve uma duração prevista e fixa, éconhecido como um pulso. Os pulsos são uma parte importante dos sinais elétricos, poiseles são a base da transmissão digital. O padrão dos pulsos representa o valor dos dados

sendo transmitidos.

Amplitude e freqüência de uma onda senoidal





Fonte ouTransdutor

Canal Destino ouTransdutor

ReceptorTransmissor

ELEMENTOS DE UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO

Sistema de Comunicação

O objetivo do elemento transmissor é converter o sinal de informação para umformato apropriado para ser transmitido pelo canal sendo tal operação conhecida pelo nomede modulação.

A função do elemento canal é fornecer uma conexão física entre o transmissor e

receptor, havendo dois tipos básicos de canais: canais ponto-a-ponto e canais de difusão(do inglês, broadcast channels ).

O elemento receptor processa o sinal recebido do canal produzindo o sinal deinformação original.

Modulação

Um transmissor de rádio converte sinais elétricos em ondas de rádio. As alteraçõesda corrente na antena de um transmissor geram ondas de rádio. Estas ondas de rádioirradiam em linhas retas da antena. No entanto, as ondas de rádio são atenuadas à medidaque vão se afastando da antena de transmissão. Num transmissor de pequeno alcance, ossinais de rádio, medidos a uma distância de apenas 10 metros da antena de transmissãoteriam somente um centésimo da sua intensidade original. Como a luz, as ondas de rádiopodem ser absorvidas por certos materiais e refletidas por outros. Ao passarem de umasubstância, como o ar, para outra substância, como uma parede de alvenaria, as ondas derádio são refratadas. As ondas de rádio também são espalhadas e absorvidas por gotículasde água no ar.

Pela razão dos sinais de rádio se enfraquecerem à medida que se deslocam dotransmissor, o receptor também precisa estar munido de uma antena. Quando as ondas derádio intersectam a antena do receptor, minúsculas correntes são geradas nessa antena.Estas correntes elétricas, causadas pelas ondas de rádio recebidas, são iguais às correntesque originalmente geraram as ondas de rádio na antena do transmissor. O receptor amplifica a intensidade destes minúsculos sinais elétricos.

Num transmissor, os sinais elétricos não são enviados diretamente à antena datransmissora. Antes, estes sinais de dados são usados para alterar um segundo sinal maisforte, denominado sinal portador.

Um receptor “desmodula” o sinal portador que chega da antena. O receptor interpretaas mudanças de fase do sinal portador e reconstrói dele o sinal elétrico original dos dados.

O processo de modulação também pode ser compreendido como um sistema querecebe duas entradas e produz uma saída.

Uma das entradas é o sinal de informação, gerado pela fonte ou pelo transdutor,sendo conhecida pelo nome de sinal modulante, isto é, sinal que irá promover a modulação.

A outra entrada é um sinal apropriado para transmissão pelo canal cuja função étransportar a informação, sendo por isso conhecido como sinal de portadora ou,simplesmente, portadora.

O processo de modulação irá gerar na saída um sinal que é basicamente o sinal deportadora tendo alguma de suas características modificadas pelo sinal modulante. A saídada modulação é conhecida como sinal modulado.





Ao final do processo de modulação, o sinal de informação original deixa de existir, ouseja, é descartado pelo processo de modulação, restando apenas o sinal modulado

(portadora modificada) que é efetivamente transmitido pelo canal.Modulação por definição é a variação de um parâmetro de uma onda portadorasenoidal, de maneira linearmente proporcional ao valor instantâneo do sinal modulante ouinformação.

Portadora é uma onda senoidal que, pela modulação de um dos seus parâmetros,permite a transposição espectral da informação (ou sinal modulante).

Na prática, sinal modulante é quase sempre um sinal complexo, como voz por exemplo.

Há basicamente três maneiras em que um sinal portador pode ser modulado:Amplitude Modulada (Amplitude Modulation), na qual modula a altura (amplitude) do sinalportador; Freqüência Modulada (Frequency Modulation), onde é modulada a freqüência dosinal portador, conforme determinado pelo sinal elétrico proveniente da fonte. E um terceiro

tipo de modulação, denominada Fase Modulada (do inglês, Phase Modulation ), cujo sinalelétrico modifica a fase do sinal portador.

As modulações existentes são classificadas de acordo com o tipo de sinal modulante(analógico ou digital) e com o tipo da portadora (analógica ou digital).

Necessidade da modulação

A transmissão de rádio é feita através da difusão de ondas eletromagnéticas. Estassão transmitidas mais eficientemente em altas frequências do que em baixas frequências.De modo geral, o tamanho da antena que deve receber um sinal de rádio é diretamenteproporcional ao comprimento de onda transmitida, ou seja, uma irradiação eletromagnéticaeficiente necessita de antenas com dimensões físicas da ordem de meio comprimento deonda (/2). Muitos sinais, especialmente os sinais de áudio, possuem componentes defrequência de baixo valor necessitando de antenas de proporções gigantescas (algunsquilômetros de comprimento) para uma irradiação direta (ato ou efeito de irradiar determinado campo eletromagnético através do espaço em determinado tempo). Por estemotivo foi necessário encontrar alguma forma de transmitir as informações usando ondas dealta frequência.

A solução foi justamente modular as ondas de alta frequência de modo que ainformação a ser transmitida esteja contida nestas ondas e possam ser transmitidaseficientemente pelo ar. Essa informação poderia ser eventualmente recuperada numreceptor através de um processo de “demodulação”.

Utilizando a propriedade da translação em frequência, estes sinais podem ser sobrepostos em uma portadora de alta frequência, com conseqüente redução de tamanhoda antena.

Outra necessidade atendida pela modulação de ondas foi de se compartilhar ummeio de transmissão, no caso o ar, entre um número de transmissores. Para alcançar esteobjetivo, basta usar a mensagem para modular ondas de frequências diferentes. Destaforma, o receptor pode "selecionar" uma frequência para demodular retirando assim ainformação apenas de um transmissor. Isto é exatamente o que se faz quando se selecionauma estação de rádio ou um canal de televisão.





Modulação em Amplitude (AM)

A modulação em amplitude consiste em variar a tensão (amplitude) de umaportadora em função da tensão (amplitude) do sinal modulante. Existem quatro tipos demodulação em amplitude:

AM-DSB: dupla banda lateral (double side band )AM-DSB-SC: dupla banda lateral com portadora suprimida (double side band supressed carrier )SSB: banda lateral única (single side band )VSB: banda lateral vestigial (vestigial side band )

Modulação em Amplitude é a forma de modulação em que a amplitude de um sinalsenoidal, chamado portadora, varia em função do sinal de interesse, que é o sinal

modulador. A frequência e a fase da portadora são mantidas constantes.No caso de transmissão de sinais, a amplitude modulada é a variação da intensidade

de saída de Rádio Frequência (RF) do transmissor a uma velocidade de áudio. A tensão desaída do radiotransmissor tem uma variação que oscila para cima e para baixo de seu valor nominal de acordo com a frequência de áudio.

Para áudio de alta frequência, a radiofreqüência terá uma variação em amplitudemais rápida, já para áudio de baixa frequência, esta variação será mais lenta. Logo, avariação da portadora de RF deve corresponder em amplitude à variação ocasionada peloáudio.

Modulação em amplitude





Modulação em Frequência (FM)

A modulação em frequência carrega informação sobre a onda portadora variandosua frequência, enquanto que a amplitude permanece constante. Portanto, a frequênciainstantânea da portadora é diretamente proporcional ao valor instantâneo do sinal deentrada.

É importante observar que é impossível modular uma onda em freqüência semprovocar mudanças na sua fase e vice-versa, porque a freqüência é proporcional à derivadada fase. Por isso FM e PM são chamadas modulações angulares.

Quando modulamos uma portadora em freqüência, a intenção é também manter asua amplitude constante. No entanto, a amplitude da portadora varia com o índice demodulação e a sua freqüência permanece fixa e aparecem novos sinais senoidais, que

somados à nova portadora com amplitude menor que a portadora pura, resultam em umsinal complexo, modulado em freqüência e com amplitude constante. Portanto, não é aportadora que é modulada em FM e PM, mas a onda composta ou complexa resultante dosomatório da portadora.

Modulação em frequência

O fato de que com apenas duas ondas senoidais (a portadora e o sinal modulante) épossível gerar uma quantidade enorme de sinais resultantes. Isso foi aproveitado nageração sintética de sons complexos, imitando os mais diversos instrumentos musicais ou

vozes, chamada sintetizador FM e usada em placas de som para computadores pessoais einstrumentos musicais eletrônicos.





Modulação em Fase (PM)

A modulação em fase é um tipo de modulação analógica que se baseia na alteração

da fase da portadora de acordo com o sinal modulador (mensagem), usada paratransmissão de dados.Ao contrário da Modulação em Frequência (FM), a modulação por fase é pouco

usada, pois precisa de equipamento mais complexo para a sua recepção.

Modulação Digital

Os sistemas de comunicação digitais seguem o mesmo modelo do analógico:transmissor – canal – receptor.

Na transmissão, o modulador recebe os bits e faz com que atuem sobre uma ondaportadora senoidal, geralmente de 300 Hz a 4 KHz, modificando amplitude, freqüência ou

fase. O modulador efetua uma operação chamada chaveamento da portadora, resultando namodulação digital.

Modulação digital, AM,FM,PM

ASK

ASK é o chaveamento por desvio de amplitude, onde apenas a amplitude da ondaportadora é alterada. Como são dois os níveis de sinal a representar (0 ou 1), então doisníveis de amplitude são necessários.

FSKEm FSK ocorre o chaveamento por desvio de freqüência. A portadora assume dois

valores de freqüência diferentes.





Modulação FSK

PSK

No PSK, chaveamento por desvio de fase, mantém-se amplitude e freqüência daportadora, alterando-se a fase da mesma de acordo com o bit 0 ou 1 a representar.

MODEM

O Modem – modulador / demodulador – é o dispositivo responsável pela conversãodos sinais, de forma que possam trafegar pelo canal. É necessário um modem em cadaextremo do canal.

ONDAS SENOIDAIS E ONDAS QUADRADAS

As ondas senoidais ou sinusóides são gráficos de funções matemáticas. As ondassenoidais possuem certas características: são periódicas, o que quer dizer que reptem omesmo padrão em intervalos regulares e variam continuamente, o que quer dizer que doispontos adjacentes no gráfico nunca terão o mesmo valor.

As ondas senoidais são representações gráficas de muitas ocorrências naturais quevariam regularmente através do tempo. Alguns exemplos dessas ocorrências são a distânciada terra até o sol, a distância do chão enquanto girando em uma roda gigante, e a hora dodia quando nasce o sol. Já que as ondas senoidais variam continuamente, elas sãoexemplos de ondas analógicas.

As ondas quadradas, como as ondas senoidais, são periódicas. No entanto, osgráficos das ondas quadradas não variam continuamente com o tempo. A onda mantém umvalor durante algum tempo, e depois muda repentinamente para um valor diferente. Estevalor é mantido por algum tempo, e depois muda rapidamente de volta ao valor original. Asondas quadradas representam sinais digitais, ou pulsos. Da mesma maneira que todas asondas, as quadradas podem ser descritas em termos de amplitude, período e freqüência.





Sinal digital

SISTEMAS DE COMUNICAÇÃO

Telefonia fixa

O telefone é um dos mais simples dispositivos que se tem em casa, pois seu sistemade não mudou muito em quase um século. Se você tiver um antigo telefone de 1920 poderáconectá-lo na tomada em sua casa e funcionará bem.

A linha telefônica consiste de um par de fios no qual transmite full-duplex (ambas asdireções) áudio pela corrente elétrica. O telefone conectado à linha é suprido por umatensão nominal de 48 V, ou seja, com o telefone no gancho deve-se medir 48 V CC em seusterminais, podendo variar entre 24 a 90 V, dependendo da aplicação (por exemplo, quandose tira o fone do gancho – 24 V e quanto este toca – 90 V). Na maioria das vezes, requere-se o positivo aterrado na central telefônica, isso teve início com a indústria datelecomunicação em 1940, quando foi convencionado o sistema de aterramento do condutor positivo.

Quando você tira o telefone do gancho, abre-se o circuito que irá fluir uma correnteentre 20 a 60 mA. Qualquer coisa maior que isso pode danificar o telefone. Tipicamente acentral telefônica usa resistências em série da ordem de 200 a 400 ohms para proteçãocontra curtos-circuitos.

A banda usada para a inteligibilidade da fala foi estipulada em torno de 180 a 3.200Hz (a freqüência media da voz fica entre 300 a 3.000 Hz), permitindo a multiplexação paramuitos canais. O áudio digitalizado na central telefônica a uma taxa de amostragem em 8kHz. Em um sistema telefônico, o maior problema da qualidade de áudio é o microfone (quedeve ser barato) e limita a resposta de frequência de todo o sistema.

A rede pública de telefonia comutada é onde centrais telefônicas fazem a comutaçãoentre os aparelhos dos assinantes. Por meio de fios de cobre, cabos ópticos ou enlaces derádio, as centrais interligam-se entre si ou com outros sistemas, como o de telefonia celular

móvel ou Internet.





SERVIÇO ADSL

A Linha Digital de Assinante (DSL, do inglês Digital Subscriber Line ), é uma famíliade tecnologias desenvolvida para prover serviços de dados de alta velocidade utilizandopares de fios de cobre.

O ADSL (Assymetric DSL = DSL Assimétrico) é a forma mais conhecida sendoutilizada predominantemente para acesso a banda larga via Internet.

Aproveita a infra-estrutura externa existente das companhias telefônicas para aprestação de serviços de dados com baixo custo de implantação.

No ADSL, os dados são transmitidos de forma assimétrica, ou seja, a taxa detransmissão na direção do assinante é maior do que no sentido contrário, por exemplo, 8Mbps sentido assinante e 600 Kbps sentido contrário. Quando os dados são “carregados” nadireção do assinante, chama-se download , já os dados enviados na direção da centraltelefônica, chama-se upload .

Com o ADSL, o mesmo par de fios de cobre pode ser utilizado simultaneamentecomo linha telefônica e como acesso à Internet descongestionando as centrais telefônicas ea linha do assinante.

Um dado interessante é que o serviço ADSL usa um fio como sinal e outro comoreferência. O serviço de telefonia utiliza ambos os fios do par telefônico. Assim, se um dosfios estiver em curto-circuito com alguma caixa metálica, é possível que o usuário estejanavegando na Internet normalmente e o seu telefone esteja mudo.

Na verdade, a transmissão ADSL é dividida em três canais: um para a voz e osoutros dois para upload e download . A faixa de frequência para voz (serviço telefônicoconvencional) fica abaixo dos 4 kHz, enquanto os outros dois canais são transmitidos emfrequências maiores, na direção do usuário, na faixa de 50 kHz a 1 MHz e um canal nadireção do provedor, na faixa de 4 a 50 kHz. Desta forma é possível na mesma estrutura detelefonia trafegar dados em alta velocidade.

No lado da central telefônica, os sinais passam por filtros que separam os dados davoz. A conexão com o computador se faz por meio de um cabo de rede UTP. Neste caso, omodem ADSL é padrão Ethernet (tecnologia que determina meios físicos, larguras de bandae outras variações) e o computador deve possuir uma placa de rede, ou pode ser ainda por meio de uma porta USB (Universal Serial Bus ).

Cabo Híbrido coaxial/fibra – HFC (Hybrid fiber-coaxial cable )

Enquanto DSL e modems discados usam linhas telefônicas comuns, redes de

acesso HFC são extensões das redes de cabos existentes usadas para transmissão de TVa cabo. Em um sistema a cabo tradicional, um terminal da operadora transmite sinal para asresidências por meio de uma rede de distribuição de cabo coaxial e amplificadores. Cabosde fibra óptica conectam o terminal aos entroncamentos (nós de fibras) mais próximos àsresidências, a partir dos quais são estendidos cabos coaxiais convencionais até as casas ouapartamentos individuais. Cada entroncamento (nó de fibra) normalmente suporta de 500 a5.000 residências.

Como acontece com a DSL, o HFC requer modems especiais, denominadosmodems a cabo. Empresas que provêem acesso a Internet por cabo exigem que seusclientes comprem ou aluguem um modem. Normalmente, o modem a cabo é umequipamento externo que se conecta ao computador doméstico. Modems a cabo dividem arede HFC em dois canais: um canal na direção do usuário (descida) e um canal na direção

do provedor (subida). Como acontece com o DSL, a taxa de transmissão do canal dedescida normalmente é maior do que a do canal de subida.





Uma característica importante da rede HFC é que ela é um meio de transmissãocompartilhado. Cada pacote (mensagens longas fragmentadas em porções de dadosmenores) enviado pelo terminal provedor trafega por todos os enlaces até todas as

residências e cada pacote enviado por uma residência viaja pelo canal de subida até oterminal provedor. Por essa razão, se vários usuários estiverem recebendo MP3 pelo canalde descida, a velocidade real com que cada usuário receberá seu arquivo serásignificativamente menor do que a velocidade nominal do canal.

REDES DE COMPUTADORES

Uma rede de computadores consiste de computadores conectados entre si,normalmente através de um meio físico, de forma a trocar informações e/ou compartilhar recursos (disco, impressora, etc.). Para isto, o equipamento precisa de uma entrada paraconexão de rede e programa apropriado. Uma rede pode ser classificada quanto a sua

abrangência:

PAN (Personal Area Network )É uma rede que cobre uma área muito pequena, para o uso de computadores ou

equipamentos ao redor, não se estendendo seu alcance a mais de 10 metros.

LAN (Local Area Network )A Rede Local opera dentro de uma área geográfica limitada, conectando fisicamente

equipamentos e dispositivos de uma sala, edifício ou Campus.Redes locais possibilitam que as empresas utilizem a tecnologia para o

compartilhamento eficiente de arquivos e impressoras locais, além de possibilitar acomunicação interna.

As LANs utilizam roteadores, hub e switches , como dispositivos de controle edistribuição do sinal. Impressoras, micros, servidores e outros conectados numa LAN sãochamados de hosts .

WAN (Wide Area Network )As WANs interconectam as redes locais, fornecendo então, acesso a computadores

ou servidores de arquivos em outros locais. Como as WANs conectam redes de usuáriosdentro de uma vasta área geográfica, elas permitem que as empresas se comuniquem aolongo de grandes distâncias. Com a utilização de WANs torna-se possível que oscomputadores, impressoras e outros dispositivos em uma rede local compartilhem e sejam

compartilhados com locais distantes. As WANs proporcionam comunicações instantâneasatravés de grandes áreas geográficas. A capacidade de enviar uma mensagem instantâneapara alguém em qualquer lugar do mundo proporciona as mesmas capacidades decomunicação que antigamente eram possíveis somente se as pessoas estivessem nomesmo escritório físico.

MAN (Metropolitan Area Network )Uma MAN é uma rede que abrange toda a área metropolitana como uma cidade ou

área suburbana. Uma MAN geralmente consiste em duas ou mais redes locais em umamesma área geográfica. Por exemplo, um banco com várias sucursais pode utilizar umaMAN. Tipicamente um provedor de serviços está acostumado a conectar dois ou mais sitesde redes locais usando linhas privadas de comunicação ou serviços óticos. É também

possível criar uma MAN usando uma tecnologia sem fio emitindo sinais através de áreaspúblicas.





SAN (Storage Area networks )Uma SAN é uma rede dedicada de alto desempenho, usada para transportar dados

entre servidores e recursos de armazenamento (storage ). Por ser uma rede separada ededicada, ela evita qualquer conflito de tráfego entre clientes e servidores.A tecnologia SAN permite a conectividade em alta velocidade de servidor à área de

armazenamento, de área de armazenamento à área de armazenamento ou de servidor àservidor.

ENDEREÇOS DE REDE

Em se tratando de redes de computadores, dois tipos de endereçamento sãoimportantes: MAC e IP.

Endereço MAC (Media Access Control – Controle de Acesso ao Meio)

Todo dispositivo de rede, como placa de rede, roteador, hub, switch, etc., possui umendereço próprio gravado numa memória de apenas leitura (ROM). Este endereço é único econhecido por endereço MAC. Tem 48 bits de comprimento e é expresso com doze dígitoshexadecimais, geralmente usando-se o “–“ ou “:” para separar 2 dígitos.

Os primeiros seis dígitos hexadecimais, à esquerda, são administrados pelo IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers – Instituto de Engenheiros Eletricistas eEletrônicos) e identificam o fabricante ou fornecedor e os seis dígitos hexadecimaisrestantes representam o número serial de interface administrado pelo fornecedor específico.Ex.: 00:11:D8:C2:83:1E

00:11:D8 = número reservado ao fabricante desta interfaceC2:83:1E = número de controle ou serial que o fabricante adiciona

Endereço IP (Internet Protocol )

É um endereço lógico formado por 32 bits em duas partes principais. Um número derede e um número de host. São agrupados em 4 grupos de 8 bits, separados por um ponto enormalmente representados na forma decimal.

Ex.: 200.19.90.36 (ou C8.13.5A.24 em hexadecimal)

O número de rede de um endereço IP identifica a rede à qual um dispositivo está

conectado, enquanto a parte do host de um endereço IP identifica o dispositivo específico narede. Como os endereços IP consistem em quatro octetos separados por pontos, um, doisou três desses octetos podem ser usados para identificar o número de rede. De formasemelhante, até três desses octetos podem ser usados para identificar a parte do host deum endereço IP.

Existem cinco classes de rede: A, B, C, D e E. Com estas classes é possível ummelhor aproveitamento dos endereços.

O registro e controle dos IPs é responsabilidade de um órgão norte-americanochamado ARIN (www.arin.net).

A figura ilustra as classes A, B e C que são de uso geral. Na classe A, o primeiroocteto é reservado para o endereço de rede, os outros 3 octetos são usados para configurar

os dispositivos na rede, os hosts. Na classe B, 2 octetos são para rede e 2 para hosts; naclasse C, 3 octetos para rede e 1 para hosts.





A rigor, não se pode configurar nenhum equipamento com todos os hosts iguais a255 e nem iguais a zero. Todos os hosts iguais a 255 é um endereço chamado debroadcast; já todos os hosts iguais a 0 representa o número que identifica a própria rede.

As classes D e E são reservadas para aplicações especiais.

Endereços IPs para as classes de rede.

Dentro das classes de IP existem algumas redes que têm tratamento especial,listadas abaixo.

10.0.0.0172.16 a 172.31 (16 classes B)192.168.0 a 192.168.255 (256 classes C contíguas)

Estas redes não são divulgadas para a Internet e ficam restritas às redes internas. Éuma forma de se construir e/ou ampliar uma rede sem consumir IPs válidos. Além daslistadas acima, também é reservada a rede 127.0.0.0 para uso interno dos equipamentos.

Uma boa analogia que se pode fazer com estes endereços é considerar o endereçoMAC como sendo o CPF de uma pessoa e o endereço de rede o seu CEP (endereçopostal). Assim, se a pessoa tiver que se mudar para uma outra cidade, o CPF permaneceinalterado, porém seu endereço postal irá indicar sua nova localização.

Quando um computador é movido fisicamente para uma rede diferente, ele mantémo mesmo endereço MAC, que é aquele que vem gravado de fábrica, mas deve ser configurado com um novo endereço de rede IP, de acordo com a rede atual.

[pause]UNIDADES DE INFORMAÇÃO

Bit: dígito binário 0 ou 1Byte: 1 byte = 8 bitsKilobyte: 1 KB = 1.024 bytesPara representar um caractere são necessários 8 bits, ou 1 byte.

[enter]





LARGURA DE BANDA

Define-se como a quantidade de informações que flui através da conexão de rede

durante certo período de tempo. Numa rodovia, quanto maior o número de pistas, maior é onúmero de veículos por segundo, ou seja, maior será a largura de banda.A largura de banda é finita. Em outras palavras, independentemente dos meios

usados para criar a rede, existem limites na capacidade daquela rede de transportar informações. A largura de banda é limitada por leis da física e pelas tecnologias usadas paracolocar as informações nos meios físicos. Por exemplo, a largura de banda de um modemconvencional está limitada a aproximadamente 56 kbps pelas propriedades físicas dos fiosde par trançado da rede de telefonia e pela tecnologia do modem. Entretanto, as tecnologiasusadas pelo DSL também usam os mesmos fios de telefone de par trançado e ainda assimo DSL proporciona uma largura de banda muito maior do que a disponível com modemsconvencionais. Assim, mesmo os limites impostos pelas leis da física são às vezes difíceisde serem definidos. A fibra óptica possui o potencial físico de fornecer largura de banda

virtualmente sem limites. Mesmo assim, a largura de banda da fibra óptica não pode ser completamente entendida até que as tecnologias sejam desenvolvidas para aproveitar detodo o seu potencial.

Largura de banda não é grátis. É possível comprar equipamentos para uma redelocal que lhe oferecerá uma largura de banda quase ilimitada durante um longo período detempo. Para as conexões WAN (Wide Area Network ), é quase sempre necessário comprar largura de banda de um provedor de serviços. Em qualquer caso, um entendimento dalargura de banda e mudanças na demanda da largura de banda durante certo período detempo, poderá oferecer a um indivíduo ou a uma empresa, uma grande economia dedinheiro.

ESPECIFICAÇÕES DE CABOS

Cabo coaxialÉ composto por um fio condutor e malha metálica. A malha metálica proporciona

proteção contra interferências eletromagnéticas.Cabo fino – 50 ohms (ThinNet ): 10 Mbps, Ethernet 10Base2

Norma: 185 m de barramento e 30 estações no máximo. Há a necessidade de um resistor terminador em cada ponta.

Cabo grosso – (ThickNet ): 500 metros, 10 Mbps, Ethernet 10Base5.Este tipo de cabo encontra aplicação em sistemas de telecomunicações para a

conexão de antenas e modems, ou ainda em circuitos de transmissão de áudio e vídeo.

Cabo UTP e STPPossui 4 pares de fios trançados e isolados entre si de bitola 24 AWG (0,205 mm2).Apresenta impedância de 100 ohms e utiliza conectores e tomadas RJ-45 (Registered Jack,45 - se refere a uma seqüência específica de cabeamento).

O trançamento tem a finalidade de minimizar as interferências eletromagnéticas e desinais de rádio e pode variar de par para par com o intuito de reduzir a diafonia (transmissãode sinais de um fio até outro fio nas imediações).

Par trançado não blindado (UTP) – 100 metrosCategoria 3 (16 MHz)Categoria 5e (125 MHz): 10 Mbps, Ethernet 10BaseT, 100 Mbps, Fast Ethernet e

GigabitEthernet

Categoria 6 (250MHz)Par trançado blindado (STP) – 100 metros





No cabo STP a malha não representa condutor de sinal, mas deve ser conectada aofio terra, pois contribui para eliminar interferências. Geralmente é um cabo de 150 Ohms.

Para que ocorra comunicação, o sinal que é transmitido pela origem precisa ser

entendido pelo destinatário. O sinal transmitido precisa ser recebido corretamente pelaconexão do circuito projetado para receber sinais. O pino transmissor da fonte precisa estar em última instância, conectado ao pino receptor do destino. Abaixo seguem os tipos deconexões de cabos entre dispositivos de rede.

Dois switches são conectados juntos. O cabo que conecta de uma porta do switch aoutra porta de switch é denominado um cabo cruzado.

Um switch de rede local está conectado ao computador. O cabo que conecta a portado switch à porta da placa de rede é denominado um cabo direto.

O cabo que conecta o adaptador RJ-45 na porta COM do computador à porta doconsole do roteador ou switch é denominado um cabo console (rollover ).





Um técnico pode comparar as duas extremidades do mesmo cabo ao colocá-los umao lado do outro, contanto que o cabo não tenha sido ainda colocado em uma parede. Otécnico inspeciona as cores das duas conexões RJ-45, colocando as duas extremidadescom o clipe na mão e a parte superior das duas extremidades do cabo apontadas para fora.

Um cabo reto deve ter as duas extremidades com padrões idênticos de cores. Ao comparar as extremidades de um cabo cruzado, a cor dos pinos #1 e #2 aparecerá na outraextremidade nos pinos #3 e #6, e vice-versa. Isto acontece porque os pinos transmissores ereceptores estão em diferentes locais.

1 – Branco/Verde 1 – Branco/Laranja

2 – Verde 2 – Laranja3 – Branco/Laranja 3 – Branco/Verde4 – Azul 4 – Azul5 – Branco/Azul 5 – Branco/Azul6 – Laranja 6 – Verde7 – Branco/Marrom 7 – Branco/Marrom8 – Marrom 8 – Marrom

T568A T568B

Padrão de conectores RJ-45.

Cabo normal e cruzado

Para conectar um micro ao um switch (comutador), deve-se montar o mesmo padrãonas duas pontas:

Microcomputador <-> Hub (repetidor) = cabo normal (1 1) = T568A |_______| T568APara conectar dois computadores, monta-se um lado com padrão A e o outro lado

com padrão B:

Microcomputador <-> Microcomputador = cabo cruzado (cross) = T568A |_____| T568B

Fibra Óptica

Os comprimentos de onda que não são visíveis aos olhos humanos são usados paratransmitir dados através de fibra óptica. Esses comprimentos de onda são levementemaiores que a luz vermelha e são chamadas luz infravermelha. A luz infravermelha é usadaem controles remotos de TV. O comprimento de onda de luz na fibra óptica é 850, 1.310 ou1.550 ηm. Esses comprimentos de onda foram selecionados, pois se propagam pela fibraóptica melhor que outros comprimentos de onda.

Imagine os raios de luz como sendo feixes de luz estreitos como aqueles produzidospor lasers. No vácuo de espaço vazio, a luz se propaga continuamente em uma linha reta a300.000 quilômetros por segundo. Porém, a luz se propaga a diferentes velocidades maislentas através de outros materiais como ar, água e vidro. Quando um raio de luzdenominado raio incidente, cruza o limite entre um material e outro, um pouco da energia daluz no raio será refletida de volta. É por isso que você pode ver-se no vidro da janela. A luzque é refletida de volta é denominada raio refletido.





A energia da luz no raio incidente que não é refletida entrará no vidro. O raio queentra será desviado a um ângulo a partir de seu caminho original. Este raio é chamado raiorefratado. A quantidade de raio de luz incidente que é desviada depende do ângulo no qualo raio incidente atinge a superfície do vidro e a diferentes taxas de velocidade com que a luz

se propaga através das duas substâncias.O desvio dos raios de luz nos limites de duas substâncias é a razão pela qual osraios de luz são capazes de propagar-se através de uma fibra óptica mesmo que a fibra securve em círculo.

A densidade óptica do vidro determina o quanto que os raios de luz se desviam novidro. A densidade óptica se refere ao quanto que o raio de luz desacelera ao passar através de uma substância. Quanto maior a densidade óptica de um material, mais a luzdesacelera da sua velocidade em um vácuo. O Índice de Refração é definido como avelocidade da luz no vácuo dividida pela velocidade da luz no meio. Portanto, a medida dadensidade óptica de um material é o índice de refração daquele material. Um material comum grande índice de refração é mais opticamente denso e desacelera mais luz que ummaterial com menor índice de refração.

TV a cabo

Televisão a cabo é um sistema que provê aos consumidores sinais de radio-freqüência, modulados e então transmitidos para a televisão através de fibras ópticas oucabos coaxiais, o oposto ao método através da atmosfera como usado no tradicionalsistema de difusão (via ondas de radio) no qual uma antena é requerida.

Programação de radio FM, Internet de alta velocidade, telefonia e serviços similarespodem também ser providos. A TV a cabo está compromissada a entregar múltiplos canaisde TV recriando uma porção do espectro de radiofrequência em um cabo coaxial. Cadacanal de TV usa uma diferente faixa de freqüência. Sinais de TV a cabo ocupam asfreqüências que são usadas para serviços públicos (polícia, bombeiros, etc.) e por essarazão as companhias de TV a cabo por lei precisam manter seus cabos à prova devazamento, fazendo regulares averiguações.

Sistemas tradicionais de cabo coaxial operam tipicamente com 330 ou 450 MHz decapacidade, enquanto modernos sistemas bidirecionais (HFC) podem cobrir frequências de5 a 1000 MHz. Cada canal padrão de televisão ocupa em torno de 6 MHz do espectro deradiofrequência, assim como um canal normal de radiodifusão. Um sistema de cabotradicional com 400 MHz pode carregar teoricamente o equivalente a 60 canais de TVanalógicos e um moderno sistema HFC, comumente a 750 MHz tem a capacidade de uns110 canais. Em aplicações praticas o número de canais usáveis é alguma coisa menor queisso.

Em um mundo perfeito, a qualidade de vídeo na sua TV é a mesma qualidade da

fonte de sinal de vídeo. Em um mundo real, o sinal de vídeo é degradado por um fator dedecibéis da fonte para a TV. A distância, o tipo de cabo usado, o número de splliters (pequeno dispositivo que possui uma entrada e duas ou mais saídas, que recebe um sinal eo separa em múltiplas saídas mantendo a impedância de 75 ohms), o tipo de amplificador de vídeo, a qualidade do sinal de entrada de vídeo, tudo influencia na qualidade da imageme decibéis diferentemente. A chave para a boa qualidade de imagem é singularmenteamplificar sinal de vídeo para todos os dispositivos sem exceder 15,5 dB/mV. Os receptorestípicos são projetados para trabalhar bem nestes níveis. Sinais de níveis muito baixoscausam facilmente imagem com ruído e sinais de níveis muito altos podem causar problemas de distorção do sinal.

Cabos coaxiais são os meios pelos quais são transmitidos os sinais de RF. Osistema de TV a cabo é construído usando cabo coaxial de 75 ohms. Um cabo típico atenua

o sinal de TV de 4 a 6 decibéis por 30 metros.





Sistemas de Radiodifusão

São sistemas de transmissão de rádio (AM e FM) e televisão. Os sinais partem da

emissora, por fio, rádio ou fibra, até a antena transmissora ou satélite.A transmissão AM usa a faixa entre 535 e 1.605 kHz, com potências a partir de100W.

A FM ocorre de 88 a 108 MHz, com potências da ordem de 15 KW.

TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO DE SINAIS DE TV

Pelo sistema analógico adotado pelo Brasil, o PAL-M (Phase Alternate Line – Linhade Fase Alternante), a televisão ocupa segmentos de frequências de 54 a 806 MHz.

A transmissão usa dois transmissores: vídeo, modulado em AM e áudio, moduladoem FM, conforme esquematizado na figura abaixo.

Sistema de transmissão de televisão

O Duplexador contém um filtro passa–alta e um passa-baixa.Os diferentes sistemas analógicos de televisão são designados por uma sigla, cada

qual com suas características.No Brasil, o padrão de transmissão é o PAL-M. PAL refere-se ao sistema de cor e M

significa 30 quadros por segundo. A frequência vertical neste sistema é de 60 Hz e avarredura horizontal é de 15.750 Hz, 525 linhas. A frequência horizontal se refere à

velocidade de varredura para o preenchimento das linhas do quadro, ou seja, 15.750 Hz é acapacidade de preencher 15.750 linhas por segundo. Como são 525 linhas por quadro,então dividindo-se 15.750 por 525 resulta em 30 quadros por segundo. A frequência verticalse refere à velocidade para voltar da última posição do canto inferior direito para a primeiraposição no canto superior esquerdo. Então, se é assim, deveriam ser 60 quadros por segundo e não 30! A explicação é que cada quadro é dividido em 2, ou seja, cada um tem ametade da imagem, sendo que o sistema utiliza uma varredura entrelaçada, que quer dizer que primeiro são escritas as linhas ímpares e depois as pares. Como é tudo muito rápido,não ocorre o efeito de cintilação.

No PAL-M a largura do canal é de 6 MHz. Destes 6 MHz, 4 são ocupados por sinaisde vídeo (imagem) e o restante para áudio. A figura seguinte mostra o espectro de um sinalde transmissão de TV. O que deve ser notado é que PV é portadora de vídeo (luminância)

que ocupa a frequência de 1,25 MHz acima da frequência inicial da banda do canal, PC é asubportadora de cor (croma) 3,58 MHz acima da portadora de vídeo e PS é a portadora desom.





Faixa de frequências para o sistema PAL-M

O sistema de som é conhecido como MTS (som multicanal de televisão). É moduladoem FM, pode operar em estéreo e tem espaço para o SAP (Second Audio program – Programa de Segundo Áudio), que permite ouvir a trilha sonora original e tem ainda umcanal para dados.

O sistema norte-americano, o mais difundido no mundo, é o NTSC (National Television System Committee – Comitê Nacional do Sistema de Televisão), cujo padrãotambém é de 525 linhas, 60 Hz de freqüência vertical e 30 quadros por segundo. Afrequência horizontal é de 15.734 KHz e da sub-portadora de cor é 3,579545 MHz.

No caso da transmissão digital, o canal de 6 MHz pode ser ocupado por um canalcom imagem HDTV (High Definition TeleVision - Televisão de alta definição) ou por até 5canais de menor definição.

Os padrões atuais de TV digital são definidos pelo ITU-R-BT.709. As resoluções são1080i (interlaced – entrelaçada), 1080p (progressive scan ) ou 720p usando proporção detela de 16:9.

Interlaced e Progressive Scan são termos usados para descrever duas técnicas paradesenhar o conteúdo da tela: entrelaçada desenha linhas pares e depois as ímpares,enquanto que o progressive scan desenha a tela de uma só vez, apresentando um melhor resultado.





TELEFONIA CELULAR

É um sistema de comunicação sem fio composto pelos aparelhos celulares, que sãoos rádios móveis e pelas Estações Rádio Base (ERB) que são fixas.A ERB é composta pelo transmissor, receptor e antena. Está ligada a uma central

telefônica e permite que um aparelho celular conecte-se a outro. Cada ERB cobre umadeterminada área (célula), sendo que a mobilidade do usuário é garantida, pois quando elesai da cobertura de uma ERB e registra-se em outra, o serviço é transferido e a conexãocontinua.

Há diferentes tecnologias para a difusão das ondas eletromagnéticas nos telefonescelulares. Costumam ser classificadas em gerações:

1 G = primeira geração, analógica dos anos 80, usavam tecnologias MNT e AMPS.

2 G = segunda geração, início dos anos 90, digital, com tecnologias GSM, CDMA e TDMA.2,5 G = foi uma evolução à 2 G com melhorias na capacidade de transmissão de dados e naadoção da tecnologia de pacotes e não mais comutação de circuitos.3 G = final dos anos 90, com muito mais recursos, permite transmissões a 2 Mbps nafrequência de 850 MHz.4 G = baseada totalmente em IP, utiliza dispositivos eletrônicos e tecnologia da informaçãopara prover velocidades de acesso entre 100 Mbps em movimento e 5 Gbps em repouso.

TECNOLOGIAS

AMPS (Sistema de Telefone Móvel Avançado) primeira geração de celularesanalógicos que estabeleceu algumas funcionalidades em uso hoje, como o roaming. Foipadronizada na frequência de 800 MHz e a banda é dividida em pares de canais de RF de30 KHz cada (transmissão e recepção) modulados em FM. A banda (A ou B) ocupa 12,5MHz em 416 canais, sendo 21 de controle e o restante para voz. Funciona com CDMA eTDMA.

CDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Código) além de telefonia celular é usado emsistemas GPS. É um método de acesso múltiplo, codificando os dados com um códigoespecial associado com cada canal. É uma tecnologia que permite boa performance nastransmissões de aplicativos multimídia.

TDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo) sistema celular digital que consiste na

divisão do canal em três períodos de tempo, comportando assim, até três assinantes. Osinal digitalizado de um assinante, de 64 Kbps, é comprimido, ficando com 8 Kbps. O sinalcomprimido de três assinantes é transmitido no mesmo canal.

GSM (Sistema Global para Comunicação Móvel) baseada na rede TDMA, o sinal eos canais de voz são digitais. O canal de 25 MHz é dividido em 124 canais com largura de200 KHz, com capacidade de transmissão de cerca de 170 Kbps. O GSM 900, por exemplo,usa de 890 a 915 MHz para as transmissões do aparelho e de 935 a 960 MHz para astransmissões da rede. Os aparelhos GSM são os mais seguros quanto à clonagem.

W-CDMA é a tecnologia 3 G de interface de rádio de banda larga que atingevelocidades de 2 Mbps.





PROTOCOLOS

GPRS = aumenta as taxas de transferência de dados nas redes GSM. A informaçãoé dividida em pacotes de dados que são transmitidos e montados no destino.

EDGE = serve como complemento às redes GSM/GPRS com a finalidade demelhorar a transmissão e confiabilidade, podendo atingir a velocidade teórica de 470 Kbps.

EVDO = tecnologia 3G das redes CDMA, permite acesso dos telefones móveis ataxas de até 2 Mbps.

HDSPA = serviço de transmissão de pacotes de dados que opera dentro do UMTS /W-CDMA, no enlace direto, permitindo a transmissão de dados até 10 Mbit/s em uma bandade 5 MHz.

TOPOLOGIAS E DISPOSITIVOS SEM-FIO

Os sinais sem-fio (wireless ) são ondas eletromagnéticas que podem trafegar pelovácuo do espaço sideral e por meios como o ar. Portanto, não é necessário nenhum meiofísico para os sinais sem fio, fazendo deles uma forma muito versátil para se criar uma rede.

Uma rede sem-fio pode ser usada por:· Pessoas em automóveis ou aviões;· Satélites;· Sondas espaciais;· Pessoas que precisem de comunicação de dados sem ter de contar com cabos.

As redes locais sem-fio são conhecidas como WLAN e constituem-se numa formaalternativa às redes onde são conectados dispositivos através de cabos. Atualmente oscustos já não são mais proibitivos.

Uma LAN Wireless (WLAN) segue uma família de padrões conhecida por 802.11.Muitos produtos WLAN operam na freqüência de 2,4 ou 5 GHz, que são bandas de

rádio não-licenciadas, disponíveis quase em todo o mundo, sem a necessidade de taxa oulicença.

A taxa de transferência, dependendo do tipo de modulação, vai de 11 a 54 Mbpssegundo os padrões, porém pode chegar a pouco mais de 100 Mbps para fabricantes não

padronizados.Os principais padrões são: 802.11b = 11 Mbps no padrão (22 Mbps proprietário), operando em 2,4 GHz. 802.11g = 54 Mbps também operando na freqüência de 2,4 GHz. 802.11a = 54 Mbps operando em 5 GHz. 802.11n = até 300 MBps, operando em 2,4 e 5 GHz: em fase de homologação, com

compatibilidade com os outros protocolos e atendendo às necessidades detransmissão sem fio HDTV.As ondas de rádio do transmissor ao receptor interagem com o ambiente e podem:

Ser refletidas (metal); Passar através (madeira); Ser absorvidas (antena apropriada).

Alguns fatores que afetam a propagação são: Freqüência;





Potência de transmissão; Ruído, interferências; Estruturas dos edifícios; Tipos de antena e orientação.

Alguns fatores que podem afetar a confiabilidade são: Usuários licenciados operando em 2,4 GHz; Fornos microondas; Certos equipamentos industriais; Outras WLAN, telefones sem fio.

Fatores que afetam o desempenho: Ambiente de rádio freqüência instável; Edificações; Localização dos equipamentos; Número de usuários simultâneos; Volume de dados.

O Alcance em ambiente aberto é cerca de 300 m e de 25 a 45 m em ambientefechado. WLANs têm potência de saída típica de 100 mW (celulares vão de 600 mW a 3 W).Onde usar:

Salas de conferência; Locais difíceis de cabear.

PRODUTOS CERTIFICADOS Wi-Fi

Em 1999 formou-se uma aliança internacional chamada Wi-Fi Alliance , com aproposta de certificar a interoperabilidade de produtos WLAN baseados nos padrões 802.11.

Atualmente esta aliança conta com mais de 300 fabricantes no mundo, sendo quemais de 3.300 produtos já possuem a certificação Wi-Fi (Wireless Fidelity).

Para fornecer a certificação, a Aliança Wi-Fi testa cuidadosamente os produtos emseus laboratórios por 2 a 4 dias. O selo Wi-Fi é fornecido para cada equipamento ousoftware individualmente que tenha passado nos testes.

Então, os produtos certificados Wi-Fi garantem aos computadores a conexãowireless à rede, não importando se o usuário está dentro de um edifício (indoor), em casa,escritório, aeroporto, hotel ou qualquer outra área pública equipada com um acesso wirelessWi-Fi. Os equipamentos devem ter as mesmas características, como freqüência deoperação, mas independem do fabricante.

Os componentes Wi-Fi conectam-se uns aos outros diretamente (ponto-a-ponto) ouatravés de um equipamento conhecido como Ponto de Acesso(Access Point).

Uma rede sem-fio ponto-a-ponto é composta por poucos equipamentos numa salacom a finalidade de compartilhar recursos ou uma conexão Internet.Para criar uma rede sem-fio, é preciso ter os rádios Wi-Fi mais o Ponto de Acesso.Os rádios Wi-Fi são os clientes sem-fio: microcomputadores (portáteis e não-

portáteis, PDA’s (Personal Digital Assistants – Assistente pessoal digital), entre outros.Um Ponto de Acesso age como uma estação base. Ele transmite e recebe sinais dos

rádios sem-fio, conectando-os entre si ou à Internet , pois possui também uma interfaceEthernet , normalmente RJ-45 para conectar-se à rede com cabos.

A área de cobertura da rede pode ser aumentada com a instalação de antenasexternas (chamadas de hotspots ) que permitem cerca de 150 metros de raio de ação.

Numa rede sem-fio o meio é compartilhado, ou seja, se num Ponto de Acessobaseado no padrão 802.11b (11 Mbps) 10 estações estão conectadas e operando

simultaneamente, em teoria, cada estação opera em torno de 1 Mbps. Obviamente, odesempenho para cada estação depende do seu comportamento e tipo de uso.





Cada Ponto de Acesso suporta de 15 a 20 usuários. Então, para um número maior de equipamentos, mais Pontos de Acesso serão necessários.

Impressoras podem ser conectadas à rede através de Print Servers Wireless (Servidores de Impressão sem-fio). Se compartilhada no microcomputador, implica que o

mesmo deve estar sempre ligado.

BLUETOOTHA tecnologia Bluetooth é projetada para substituir cabos de conexão entre produtos

eletrônicos e seus acessórios numa distância de cerca de 10 metros, por exemplo, entre otelefone celular e o fone de ouvido; entre o computador e um mouse; entre o controle e oconsole do videogame ou outro equipamento de computação ou comunicação. Astecnologias Bluetooth e Wi-Fi são complementares.

Bluetooth é um padrão de comunicação de baixo consumo e via rádio, usando faixade freqüência não licenciada. Desta forma, os equipamentos não precisam estar umapontando para o outro, como no caso do infravermelho.

Portanto, o Bluetooth elimina a necessidade de fios entre os produtos e seus

acessórios, podendo ser ainda utilizado para troca de arquivos, cartões comerciais, chaveseletrônicas, etc.

Muitos notebooks e celulares já vêm equipados com esta interface. É preciso ter cuidado com a configuração e habilitação da interface Bluetooth do equipamento para queoutras pessoas não tenham acesso às suas informações sem que você saiba.

Os dispositivos operam em 2,4 GHz e a velocidade pode chegar a 720 Kbps. Sãoclassificados de acordo com a potência e alcance, em três níveis:

Classe 1: 100 mW, com alcance de até 100 m Classe 2: 2,5 mW e alcance até 10 m Classe 3: 1 mW e alcance de 1 m.

Segundo a Wikipédia, o nome Bluetooth é uma homenagem ao rei da Dinamarca,

Harold Bluetooth, conhecido por unificar as tribos norueguesas, suecas e dinamarquesas,pois o referido protocolo procura unir diferentes tecnologias.

WIMAXWimax é a uma tecnologia de rede sem fio para o acesso à banda larga sem a

necessidade de visada entre o terminal e a Estação de Rádio Base. No Wimax típico avelocidade fica em torno de 40 Mbps e a distância entre as células é da ordem de 10 Km,embora a proposta seja de velocidades mais altas (da ordem de 100 Mbps) e distâncias deaté 70 quilômetros de raio de ação.

WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access - Interoperabilidade mundialpara acesso de microondas), segue o padrão 802.16:

Fixo - 802.16d

Móvel - 802.16eO padrão fixo é uma alternativa de acesso à Internet banda larga sem utilizar links

T1/E1 ou DSL, porém, o sinal não comuta entre as antenas. O dispositivo pode estar instalado dentro (indoor) ou fora (outdoor) do edifício.

Já no padrão móvel é diferente, o dispositivo pode estar em movimento. A técnica detransmissão garante a conectividade mesmo que o receptor esteja a velocidades de até 100Km/h.

No Wimax uma estação-base pode permitir simultaneamente o acesso de muitosusuários, sendo que o meio é compartilhado, ou seja, a velocidade é dividida entre osusuários que estiverem usando o sinal enviado pela mesma torre.

No Brasil o WiMAX opera em bandas de freqüências não-licenciadas (5,8 GHz) e embandas de freqüências licenciadas (2,5 e 3,5 GHz). A largura do canal fica varia entre 1,25 a

20MHz.Trata-se de um grande impulso à Internet sem fio, que pode agregar serviços como o

VoIP (voz sobre IP) e vídeos.




TELECOMUNICAÇÃO POR SATÉLITE

Os satélites de telecomunicação usam órbitas geoestacionárias (que ficam semprena mesma direção quando você olha da Terra) de aproximadamente 35.000 km de altitude.São usadas também órbitas polares baixas (a 400 km, dando uma volta no globo terrestre acada 90 minutos), principalmente para comunicação em navegações e em Sistemas dePosicionamento Global (GPS).

Os satélites de comunicação oferecem uma tecnologia complementar àquela dasfibras ópticas em cabos submarinos de comunicação.

Sinais de satélites são transmitidos em muitas diferentes bandas de freqüência, por exemplo: sinais de televisão aberta e rádios ficam na faixa de freqüência de 3,4 a 7 GHz,transmissões de TV por assinatura (digital) ficam na faixa de freqüência de 12 a 14 GHz. Osinal viaja do satélite em órbita pelo espaço, atravessando a atmosfera terrestre até aantena parabólica, que através de um cabo coaxial, conecta-se a um receptor. O sinal da

antena até o receptor fica entre a frequência de 1 e 2 GHz (enquanto que as transmissõesde TV convencional e TV a cabo ficam abaixo de 1 GHz), uma boa qualidade de sinalexigida em um cabo coaxial quando se trata duma frequência alta.

Existe atualmente uma constelação de satélites em órbita do planeta,aproximadamente 10000, sendo 3000 em operação, destes, em torno de 1000 satélites sãousados nas telecomunicações e esse número como todo satélite tende a SUBIR.

BIBLIOGRAFIA:

Cisco Certified Network Associate, CCNA1 V3.1 – Cisco System – Networking Academy.(www.cisco.com/web/learning/le3/le2/le0/le9/learning_certification_type_home.html) em30/03/2010.

Ramiro, R. Tópicos de Telecomunicações – Versão 20070328, xxx p., 19xx.

KUROSE, J. F.; ROSS, K.W. Rede de computadores e a Internet. São Paulo: PearsonEducation do Brasil, 2009. Xxx p.

Centro Federal de Educação Tecnológica do Paraná – Departamento Acadêmico deEletrônica. Sinais e Sistemas Contínuos – F4D230. Xxx p.

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