faculdade de ciÊncias exatas e tecnolÓgicas...

Milton Luiz Neri Pereira (UNEMAT/FACET/DEE) 1

Princípios de Comunicações

Aulas 03 e 04

FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS

CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP

CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA


1.3 Enlace de comunicação

Enlace ou link de comunicação é o estabelecimento de comunicação entre

pelo menos dois pontos. Sua classificação obedece a três características

principais: i) Número de pontos envolvidos; ii) Sentido de transmissão e iii)

Mobilidade.

1.3.1 Número de pontos envolvidos

Enlace ponto-a-ponto

1 Elementos de um Sistema de Comunicações


Enlace ponto-multiponto

𝑇𝑥 𝑅𝑥2

𝑅𝑥1

𝑅𝑥3



𝑇𝑥2 𝑅𝑥

𝑇𝑥1

𝑇𝑥3

Enlace multiponto-ponto



Enlace multiponto-multiponto

𝑇𝑥1/𝑅𝑥1

𝑅𝑥𝑇𝑥2/𝑅𝑥2

𝑇𝑥3/𝑅𝑥3

𝑇𝑥𝑎/𝑅𝑥𝑎 𝑇𝑥𝑏/𝑅𝑥𝑏

𝑇𝑥4/𝑅𝑥4

𝑇𝑥5/𝑅𝑥5

𝑇𝑥6/𝑅𝑥6



1.3.2 Quanto ao sentido de transmissão

Simplex (SX) – A transmissão acontece em apenas um sentido. Ex.:radiodifusão comercial

Half-Duplex (HDX) – A transmissão acontece nos dois sentidos, masde forma alternada. Ex.: radioamador

Full-Duplex (FDX) – A transmissão acontece nos dois sentidos, deforma simultânea. Ex.: Telefonia fixa e móvel.



1.3.3 Quanto à mobilidade

Enlace fixo: Os elementos da rede estão em pontos definidos, sem

mobilidade, geralmente interligados por uma rede de fios e cabos.Ex.: rede telefônica cabeada.

Enlace móvel: Estabelecido entre transmissores ou receptoresmóveis, por meio de radiofrequência, veiculares ou portáteis.

Radiobase: Enlace estabelecido entre estações de rádio fixas noterreno.

Enlace misto: Enlace que utiliza rádios e rede fixa de comunicação.



Transdutorentrada

TransmissorCanal de

transmissãoReceptor

TransdutorSaida

Usuário da informação

Fonte deinformação

Sinal demensagem

Sinal transmitido

Sinal recebido

Estimativa de sinal de

mensagem

Portadora

Atenuação, Distorção, Interferência e Ruído

(Sinal de Banda Base)



1.4 Limitações de um sistema de comunicação

Ao projetar um sistema de comunicação há, em geral, duas restrições:

1. ELEMENTOS DE SISTEMAS DE COMUNICAÇÕES

Leis da natureza que dizem respeito à tarefa emquestão. Estas limitações acabará por ditar oque pode ou não pode ser realizado,independentemente dos problemastecnológicos..

PROBLEMAS TECNOLÓGICOS LIMITAÇÕES FÍSICAS

Disponibilidade de hardwareRecursos econômicosRegulamentações governamentais, etc.

LARGURA DE BANDA

RUÍDOS


1.4.1 Largura de Banda (B)


A Largura de Banda (B) ou Bandwidth (termo original em inglês) é a medida da

capacidade de transmissão de um determinado meio, conexão ou rede,

determinando a velocidade que os dados passam através desta rede

específica.

Em transmissão de dados temos diversos tipos de meios de transmissão,

cada um com uma largura de banda específica de acordo com suas

características construtivas

cabo coaxial B ≈ 5Mbits/seg ou 5MHz

Fibra ótica B ≈ 200 a 10Gbits/seg



Todos os Sistemas tem uma largura de banda (B) finita e corresponde a

diferença entre a maior e menor frequência transmitida, acrescida da banda de

guarda..

Exemplo: Canal telefônico: A voz humana está compreendida entre 15 Hz e 20

kHz. Entretanto, é no intervalo de 300 – 3400 Hz que há maior concentração de

energia das componenetes da voz para circuitos telefôncios.



Portanto, a largura de banda (B) do canal telefônico compreende 4 kHz, com

banda de guardas laterais para evitar distorções na informação.



1.4.2 Ruído (N)

Há dois tipos de ruídos que pertubam o sinal de informação: internos e externos.

O ruído interno é gerado pelas permanenete colisões de elétrons ao se

estabelecer a corrente elétrica nos dispositivos resistivos e semicondutoes,presentes nos equipamentos de transmissão e recepção.

O ruído externo são captados pela antena de recepção. Podem ser: ruído

atmosférico ou estática (descargas elétricas), ruído cósmico (explosões solares,

gera forte campo magnético capaz de danificar os transceptores dos satélites de

comunicação) e ruído provocado pelo homem (máquinas e equipamentos,motores elétricos, etc.)



Medimos o ruído em relação a um sinal de informação em termos do sinal e o ruído de energia S/N (ou SNR).

1.4.3 Relação Sinal (S) Ruído (N)

𝑆

𝑁= 𝑆𝑁𝑅 =

𝑃𝑜𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑜 𝑆𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑑𝑎 𝑖𝑛𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎çã𝑜 𝑛𝑎 𝑟𝑒𝑐𝑒𝑝çã𝑜 (𝑃𝑠𝑖)

𝑃𝑜𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑜 𝑅𝑢í𝑑𝑜 𝑛𝑎 𝑟𝑒𝑐𝑒𝑝çã𝑜(𝑃𝑛𝑜)

São utilizadas escalas logarítmicas para medir as relações entre as potências de

sinais elétricos em virtude das grandes variações existentes entre os sinais

elétricos.

Um canal pode apresentar uma atenuação ou ganho para o sinal.



A potência de ruído térmico é normalmente pequena, então a relação Τ𝑆 𝑁 pode

ser tão grande que o ruído passa despercebido.

Em valores mais baixos de Τ𝑆 𝑁, no entanto, o ruído degrada a fidelidade do sinal

em comunicação analógica e produz erros em comunicação digital.

Sinal analógico original Sinal analógico após adição do ruído



Sinal digital original

Sinal digital após adição do ruído



1.4.4 Lei de Hartley-Shannon

A limitação imposta em comunicação pela largura de banda (B) e a relaçao sinal-

ruído (S/N) é definida por Hartley-Shannon.

Tendo ambas as limitações em consideração, a taxa de informação não pode

exceder a capacidade do canal (C) dado por:

𝐶 = 𝐵 𝑙𝑜𝑔2 1 + 𝑆/𝑁 = 3,32 𝐵 𝑙𝑜𝑔10 1 + 𝑆/𝑁 [𝑏𝑖𝑡/𝑠]

Esta lei assume que o ruído é aleatório com uma distribuição Gaussiana.


𝑃𝑡𝑟 = 𝑃𝑜𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑚é𝑑𝑖𝑎 𝑑𝑜 𝑠𝑖𝑛𝑎𝑙

Largura de banda do canal e a Potência transmitida

1.4.5 Potência transmitida (𝑃𝑡𝑟)

Diante do exposto, concluímos que, ao projetar sistema de comunicação,

devemos otimizar dois recursos da forma mais eficiente possível, qual sejam:

Potência transmitida através do canal

Potência do sinal de entrada (𝑃𝑖𝑛)

Potência do sinal de saída (𝑃𝑜𝑢𝑡)



Decibel não é unidade de medição de uma grandeza elétrica.

Corresponde a uma relação entre duas grandezas elétricas, tais como: Potência,

Tensão, Corrente, etc.

Decibel (dB), é uma função específica que opera um parâmetro adimensional

(sem unidade):

1.5 Decibel (dB)

Relação entre as potêntic𝑖𝑎𝑠 =𝑃𝑜𝑢𝑡𝑃𝑖𝑛

𝑜𝑢𝑃𝑖𝑛𝑃𝑜𝑢𝑡

𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑚 𝑑𝐵 = 10 𝑙𝑜𝑔𝑃𝑜𝑢𝑡𝑃𝑖𝑛

𝑜𝑢 10 𝑙𝑜𝑔𝑃𝑖𝑛𝑃𝑜𝑢𝑡

Por exemplo:



Os dBm e dBw correspondem a medidas de valores em que: dBm é relacionado

a 1mW e dBw é relacionado a 1 w.

Comumente, em telecomunicações, torna-se necessária a representação das

grandezas em unidades de potência na ordem de miliwatts – por exemplo, em

níveis de transmissão de aparelhos celulares.

𝐿𝑃(𝑑𝐵𝑚) = 10 𝑙𝑜𝑔𝑃

1𝑚𝑊

𝐿𝑃(𝑑𝐵𝑤) = 10 𝑙𝑜𝑔𝑃

1𝑊

1.5.1 Nível de potência (LP) em 𝑑𝐵𝑚 𝑒 𝑑𝐵𝑤



Em cálculos de balanceamento de enlaces em sistemas de transmissão via

satélite, costuma-se usar o nível de potência 𝑑𝐵𝑤 na indicação das potências.

Potência de sinal gerada pelo transmissor para o satélite: 20dBw (100W).

Sinal transmitido para o satélite (inclui potência do transmissor + ganho da

antena parabólica): +70dBw (10 MW) (enlace de subida a 8,0 GHz).

Potência recebida pelo satélite: -110,0dBw (10−11W).



Valores mínimos de S/N para uma boa recepção

Comunicação analógica com voz: S/N > 30 dB

Comunicação analógica com sinal de video: S/N > 45 dB

Comunicações digitais: S/N > 15 dB


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