UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES

PÓS-GRADUAÇÃO “LATO SENSU”

AVM FACULDADE INTEGRADA

SISTEMA DE RÁDIO DIGITAL PARA EMPRESA DE

TELECOMUNICAÇÃO

Por: Daniel Quadros Bessa

Orientador

Prof. Luiz Claudio Lopes Alves

Rio de Janeiro (ou cidade de origem)

2012 (ano da finalização)

2

UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES

PÓS-GRADUAÇÃO “LATO SENSU”

AVM FACULDADE INTEGRADA

SISTEMA DE RÁDIO DIGITAL PARA EMPRESA DE

TELECOMUNICAÇÃO

Apresentação de monografia à AVM Faculdade

Integrada como requisito parcial para obtenção do

grau de especialista em Engenharia da Produção.

Por: Daniel Quadros Bessa.

3

AGRADECIMENTOS

....aos amigos e parentes, clientes,

fornecedores, ao estágio, etc......

4

DEDICATÓRIA

.....dedica-se ao pai, mãe, amigo,

cônjuge, familiar, filho,.......

5

RESUMO

O projeto consiste na implantação de uma infra-estrutura sem fio para

disponibilizarmos no centro de Niterói um projeto piloto para inclusão digital,

Internet Banda Larga e aplicação de um sistema de monitoramento usando

as tecnologias e IP e Wireless aproveitando assim a Tecnologia existente.

Tomando padrões de eficiência e aplicabilidade como referência,

podemos afirmar que a utilização desta tecnologia trará uma evolução

estratégica dos sistemas de rádio comunicação do nosso país, pois se tratam

de padrões de última geração utilizados por vários países, principalmente nas

áreas de segurança pública.

Sendo assim, a opção pela tecnologia de rádio digital Tetra em meios de

transporte públicos e privados, torna-se essencial para que se possa ter um

meio de comunicação capaz de oferecer eficiência, agilidade e segurança

através de um meio seguro com recurso de criptografia.

A utilização do sistema aqui no do Brasil pode ser empregado para os

seguintes fins: metrô, barcas, trem, segurança privada, cooperativas de táxi e

etc. Aproveitando as facilidades e a segurança desta tecnologia para substituir

e modernizar o antigo sistema analógico convencional por um equipamento de

última geração. Esta tecnologia esta sendo ampliada pelo estado em convênio

com a Secretaria Nacional de Segurança Pública - SENASP para melhorar

ainda mais o seu desempenho no cumprimento das obras do Plano de

Aceleração do Crescimento - PAC e para os próximos eventos que por ventura

ocorram no Estado do Rio de Janeiro.

Em grandes cidades como Rio de Janeiro e São Paulo, existe uma

grande dificuldade para conseguir uma faixa de freqüência; a Agência Nacional

de Telecomunicações - ANATEL possui atualmente uma reserva de

freqüências limitada. Neste sentido, o sistema Tetra possui uma grande

vantagem por utilizar acesso através de multiplexação por tempo (TDMA),

gerando um melhor aproveitamento da banda. Também podemos citar a

chamada individual (Unicast) e a chamada telefônica realizada através da rede

(Tetra), além da comunicação segura através de criptografia de 32 bits.

6

Atualmente, existem tecnologias de radio que podem minimizar as

dificuldades de comunicação e ainda proporcionar integração entre órgãos de

segurança, bem como empresas públicas e privadas. Em geral, existem 2 tipos

de sistemas:

• Sistemas Analógicos Convencionais

• Sistemas Digitais Troncalizados

A implantação deste projeto contribuirá para que o serviço das Barcas

proporcione maior segurança e comodidade aos mais de 100 mil usuários que

utilizam diariamente este meio de transporte através da Bahia de Guanabara.

A previsão da Empresa Barcas S.A é que este volume de pessoas chegue a

150 mil até o final de 2008 e para isto pegou empréstimo de 75 Milhões de

Reais no BNDES para reformar e construir novas barcas, Catamarans, fazer

reformas nas cinco estações atuais e futuramente criar novas estações.

Com o aumento do número de Barcas e Catamarans, é essencial que se

faça investimento na área de comunicação para que o controle do tráfego seja

mais seguro. Recentemente, no ano de 2006, tivemos um exemplo na aviação

de como a falta de investimento em comunicação através de equipamentos e

treinamento de pessoal pode causar transtorno em setores de transporte,

podendo causar até acidentes graves com a perda de muitas vidas.

7

METODOLOGIA

O estudo a ser abordado quanto aos objetivos a que se propõe, será do

tipo teórico comparativo entre redes de rádios convencionais com a tecnologia

Digital TETRA para atender a empresa Barcas S.A. Segundo Gil (1999, p.34),

os estudos comparativos buscam ressaltar as diferenças entre os fatos e os

fenômenos investigados. Neste sentido, o projeto apresentará possibilidades

de implementação, com os resultados obtidos a partir da implantação da

tecnologia TETRA nos mais diversos setores, substituindo os ultrapassados

sistemas analógicos.

O referencial de aplicabilidade utilizado neste projeto foi baseado no

trabalho realizado nos jogos Panamericanos RIO 2007 através da Secretaria

de Segurança pública - SENASP. Outras fontes de pesquisa utilizadas foram

os manuais (Teltronic – TNEBULA 2007, Team Simoco 2005 e ALCON – Tetra

Node 2006) adquiridos através das empresas Teltronic e Alcon; Sites dos

fabricantes da tecnologia também foram utilizados.

8

SUMÁRIO

ÍNDICE DE FIGURAS 09

ÍNDICE DE TABELAS 10

INTRODUÇÃO 11

CAPÍTULO I - Tecnologias 12

CAPÍTULO II - Serviços 30

CAPÍTULO III – Comparativos de Sistema TETRA 34

com Sistema Analógico

CONCLUSÃO 41

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA 42

ÍNDICE 44

9

Índice de Figuras

Figura 1 – Topologia Infra-Estrutura

Figura 2 – Topologia Ad-Hoc

Figura 3 – Topologia Infra-Estrutura com acesso a Internet

Figura 4 – Topologia de Múltiplos Saltos

Figura 5 – Diretividade da Antena Omni-Direcional

Figura 6 – Representação de um Enlace de Rádio

Figura 7 – Diagrama em blocos de Enlace de Rádio

Figura 8 – Diagrama em blocos de Enlace de Rádio simples

Figura 9 – Modelo de uma antena omni-direcional

Figura 10 – Diretividade de uma antena direcional

Figura 11 – Antena Yagi

Figura 12 – Antena Direcional

Figura 13 – Esquemático de uma Antena Analógica

Figura 14 – Diagrama de ligação de uma Câmera IP

Figura 15 – Visão Geral do Rack de Telecomunicação da FME

Figura 16 – Conversores Ópticos, Multiplexadores, e Modens

Figura 17 – Modelo da Câmera Axis 211W

Figura 18 – Dimensões da Câmera Axis 211W

Figura 19 – Modulo de Proteção da Câmera Axis 211W

Figura 20 – Localização das Câmeras

Figura 21 – Topologia de Ligação das Câmeras

Figura 22 – Modelo do Ponto de Acesso Utilizado no Sistema

Figura 23 – Localização dos Pontos de Acesso

Figura 24 – Localização dos Pontos de Acesso

Figura 25 – Antena Setorial

Figura 26 – Diretividade da Antena utilizada (setorial)

Figura 27 – Antena Utilizada Omni-direcional

Figura 28 – Diretividade da antena utilizada

10

Índice de Tabelas

Tabela 1 – Tabelas de Padrões do Wi-Fi

Tabela 2 – Tipos Básicos de Antenas

Tabela 3 – Tabela de Legenda de Rádio

Tabela 4 – Tabela dos Principais Componentes CFTV

Tabela 5 – Especificações Técnicas da Câmera Axis 211w

Tabela 6 – Cálculo de Enlace

Tabela 7 – Planilha de Preços

Tabela 8 - Cronograma Físico

11

INTRODUÇÃO

O tema deste projeto é relativo ao emprego de rádios digitais através

de uma rede corporativa utilizando a tecnologia TETRA (Terrestrial Trunked

Radio), a qual possui protocolo de sinalização aberto e oferece uma solução

moderna para comunicação através de rádio.

Com a utilização do sistema de rádio digital nos jogos Panamericanos

Rio 2007 pelas policias Federal, Militar, Civil, Força Nacional, Rodoviária

Federal e Guarda Municipal; a aplicabilidade deste sistema foi comprovada

durante o período dos jogos, pois possibilitou a integração das forças de

segurança com uma grande eficiência durante os eventos em que fora utilizado

no Município do Rio de Janeiro. Por seu bom desempenho, será expandido

para a Copa do Mundo de 2014 no Brasil, contando com esta expansão

desenvolvemos um projeto de utilização deste sistema para uso comercial,

especificamente para os meios de transporte.

Dos países que estão utilizando o sistema de rádio digital Tetra para

fins públicos e privados, podemos citar como exemplo a província de

Guangdong na China, que desde o início de 2005 está utilizado o Sistema

TETRA para serviços de voz e dados nas novas linhas do metrô e no sistema

ferroviário urbano em Guangzhou.

Em suma, este projeto agrega segurança aos meios de transporte

através da inclusão de uma nova tecnologia, tendo seu foco de utilização na

empresa de transportes BARCAS S.A.

A tecnologia que é utilizada atualmente não será aproveitada, pois não

há compatibilidade com o Sistema Tetra. Este sistema poderá ser

implementado futuramente em outras empresas como a SuperVia e Metrô Rio,

possibilitando a interação das mesmas.

12

CAPÍTULO I

TECNOLOGIAS

1.1 - Tecnologias de Rádio e Aplicações

Existem dois tipos básicos de tecnologia de transmissão via radio, que

são transmissão analógica e transmissão digital. As transmissões analógicas

não possuem flexibilidade por se tratar de uma tecnologia ultrapassada e as

transmissões digitais possuem maior aplicabilidade pela facilidade de interação

com meios de rede e seus protocolos.

Nos sistemas de comunicação por Rádio freqüência – RF podemos

utilizar algumas técnicas de modulação, sendo que para os sistemas

convencionais as mais usadas são a modulação em amplitude (AM),

modulação em freqüência (FM) e a modulação em fase (PM); na modulação

digital as técnicas mais empregados são Phase Shit Keying – PSK, Quaternary

Phase Shit Keying - QPSK, Differential Quaternary Phase Shit Keying DQPSK

e /4 Shifted Differential Quaternary Phase Shit Keying - π/4 DQPSK.

transmissão. Para resolver esse problema é utilizada a técnica de

multiplexação por divisão de freqüência ortogonal (OFDM), uma forma de

modulação com múltiplas portadoras. É utilizada para codificar uma string de

dados do WLAN operando em 5-GHz e acima de 11-GHz em redes de 2,4-

GHz. Para se transmitir um alto volume de informações o canal de transmissão

é dividido em vários sub-canais, cada um com uma portadora independente. O

OFDM é usado em várias aplicações de WLAN.

Na sua forma de implementação, o OFDM é chamado de coded OFDM

(COFDM). O COFDM quebra uma portadora de dados de alta velocidade em

várias de portadoras de velocidades menores, e todas transmitem em paralelo.

Cada portadora de alta velocidade é de 20 MHz e possui 52 sub-canais, cada

um com aproximadamente 300 kHz. Quatro sub-canais são utilizados para a

correção de erros e manter a coerência do sinal de freqüência. Os restantes

48 sub-canais são para dados. O COFDM prove um robusto transporte em

diferentes ambientes, onde a transmissão dos sinais de rádio é refletida por

13

vários pontos.

Para baixas velocidades, o BPSK é usado para codificar 125 Kbps por

cada canal de dados, resultando em 6000 Kbps, ou 6-Mbps. Usando QPSK, o

montante de dados codificados por canal dobra para 250 Kbps por canal,

resultando em 12-Mbps. Utilizando 16 níveis o QAM - quadrature amplitude

modulation - pode codificar 4 bits atingindo uma taxa de transmissão de dados

de 24-Mbps. Para taxas de transmissão de 54-Mbps são utilizados 64 níveis

de codificação de símbolos, que codifica 8 bits por Hertz ou 10 bits por Hertz.

1.2 Regulamentações

É possível transmitir informações de voz, vídeo e dados através de uma

faixa de freqüência específica; a maioria dos órgãos de segurança pública

transmite em alguma faixa de freqüência compreendida entre 30 a 900 MHz. A

polícia Rodoviária Federal ainda utiliza rádios de banda baixa para alguns

locais de grande distância, aproveitando a facilidade de propagação do sinal

na faixa de 30 a 32 MHz. A utilização da faixa para o sistema Tetra consta na

resolução Nº 455 de 18 de Dezembro de 2006, contido nos Artigos 1º ao 6º e

incisos 1º e 2º; referente ao Serviço Limitado Móvel Privado - SLMP e o

Serviço Móvel Especializado - SME que é regulamentado pela Agência

Nacional de Telecomunicações - ANATEL.

1.3 Tecnologia de Rádio Analógico

Em sistemas analógicos os recursos são limitados; um exemplo prático é

a quantidade restrita de canais para cada grupos de usuários que só podem

ser formados a partir de códigos de acesso por DCS (Digital Code System),

através de um par de freqüências que será único para estes grupos. Os

usuários destes grupos podem transmitir e receber por este canal, sendo que

no momento que estiver em uso os demais não poderão transmitir e a

14

utilização dos canais podem ser através de transmissão semi-duplex ou

duplex, com ou sem repetidor.

Dificuldade do sistema convencional analógico:

• Apenas uma comunicação por vez (full-duplex ou duplex);

• Vários usuários podem compartilhar o mesmo canal causando

congestionamento;

• Não existe um sistema de realocação de canais;

• Falta de privacidade, caso mais de grupo de usuários compartilhem o

mesmo canal;

• Não há redundância, caso aja falha de equipamento da infra-estrutura;

As transmissões podem ocorrer com a assistência de um repetidor. O

repetidor é apenas um dos equipamentos utilizados nos sistemas

convencionais, sendo que outros equipamentos compõem este sistema, como

veremos a seguir:

a) Rádios Analógicos Portáteis: São rádios pequenos e leves, que

possuem uma potência de transmissão pequena, variando entre 1 w a 5 w,

estes equipamentos geralmente funcionam interligados a repetidores para

aumentar o alcance de cobertura do sinal, podendo em alguns casos utilizar o

módulo direto (sem auxílio de repetidor), também conhecido como

(TalkAround). A FIG.1 ilustra um modelo de radio portátil da Kenwood.

15

Figura 1 – Rádio portátil Kenwood TK-2212 (Manual Alcon 2007).

b) Rádios Analógicos Móveis (veiculares): Diferente dos portáteis, estes

equipamentos possuem uma potência de transmissão maior, que varia de 10

W a 50 W, além de possuir maior ganho de transmissão e recepção através de

um sistema irradiante externo. São projetados para serem instalados no

interior de veículos. Por isso os rádios móveis não têm tanta restrição quanto

ao espaço físico de seus componentes eletrônicos. A FIG.2 ilustra um modelo

de rádio móvel da Kenwood.

Figura 2 – Radio móvel Kenwood TK-7160 (Manual Alcon 2007).

c) Estações de Rádio Fixas (Radio-base): São constituidas de um rádio

móvel, uma fonte de alimentação e um sistema irradiante. Sua potencia pode

chegar 50W e a antena é conectada ao rádio através de um cabo coaxial de

50 Ω (EIA/TIA 568 e ISO/IEC 11801). O sistema irradiante geralmente é

montado em uma torre no topo de uma construção. Desta forma a sua

potência de transmissão pode chegar a dezenas de Kilômetros. A FIG.3 ilustra

um modêlo de base Fixa contendo um radio móvel que é alimentado por uma

fonte Montel de 13,8V.

16

Figura 3 – Estação fixa com fonte Montel MTAC1216F (Site Montel 2008). Fonte: http://www.monocanal.com.br/v2/produtos/racks/mtgicom16.asp

d) Repetidores: São equipamentos cuja a função principal e aumentar a

cobertura dos sinais de rádio móveis e portáteis em uma determinada área. Os

sinais recebidos pela repetidora são retransmitidos com maior potência para os

demais equipamentos que fazem parte do mesmo canal. A FIG.4 ilustra o

modelo de uma repetidora de alta performaçe da Kenwood.

Figura 4 -- Repetidora Kenwood TKR-750 (Manual Alcon 2007).

e) Duplexadores: equipamento que permite ligar um transmissor e um

receptor em uma mesma antena. É um dispositivo composto de filtros de

cavidades ressonantes de faixa estreita que isolam a transmissão da recepção

com uma separação mínima de 4,5MHz. Sem o duplexador, a repetidora teria

que utilizar duas antenas, uma para recepção e outra para transmissão. A

FIG.5 ilustra um Mini duplexador ARS.

17

Figura 5 -- Mini duplexador ARS modelo DVM 6.

Fonte: http://www.arseletronica.com.br/impressora/filtros/html/filtro_01.html

1.4 Tecnologias de Radio Digital

O padrão TETRA – Terrestrial Trunked Radio – Dentre os padrões que já

existem é considerado um dos mais eficientes, possui portadora com largura

de 25 KHz, possui protocolo aberto e opera com método de acesso ao canal

do tipo TDMA (Time Division Multiple Access) através de uma portadora digital

do tipo π/4 DQPSK. São utilizados quatro timeslots por portadora, onde o

primeiro timeslot na primeira portadora funciona como um canal de controle

responsável pela sincronização e controle de dados, este canal é denominado

BCCH (Broadcast Control Channel). Para a conexão entre o rádio móvel e a

estação base são utilizadas duas bandas , uma para uplink e a outra para

downlink. O TETRA está disponível em bandas que variam de 380-430 e de

460-470 MHz. Alguns fabricantes oferecem o TETRA em 800 MHZ, já que a

tecnologia permite utilizar bandas de 300 MHz até 1 GHz.

18

A principal característica do TETRA é o padrão troncalizado Voice+Data

(voz+dados) onde vários tipos de canais como de controle, voz, circuito de

dados ou pacote de dados podem ser alocados em um intervalo de tempo

individual. Outro diferencial é o Modo Direto (DMO – Direct Mode operation),

geralmente utilizado em casos específicos, onde não há cobertura de uma

estação, o usuário fala diretamente com outro, sem a necessidade de infra-

estrutura ou estação repetidora.

Os principais serviços disponibilizados são transmissões individuais ou

em grupo, reconhecimento de chamada de grupo e opção pela proteção de

dados. Além destes sérvios, existem os chamados suplementares, podemos

citar os serviços de prioridade seguidos do de capacidade preemptiva, de

ambiente, escuta discreta, escuta seleção de área, autorização de chamada

pelo despachante e prioridade de acesso. Podendo trabalhar de duas

maneiras, comunicação full duplex e largura de banda sob demanda. Outra

funcionalidade do sistema é sua comunicação de despacho. O sistema permite

a criação remota de grupos de conversação (talk-groups), esta operação é

chamada de alocação dinâmica de grupos e é executada no módulo de

despacho, possibilitando a capacidade de integração entre os grupos.

Através de sistemas de entidades e interfaces definidas, foi constituída a

arquitetura do sistema TETRA; já a interface interna da rede TETRA não é

padronizada, com isso foi permitido que implementassem soluções em relação

aos custos da rede sem os efeitos que a padronização causaria.

Seis componentes podem ser definidos como principais do sistema:

1. Rede TETRA;

2. Gateway;

3. Direct Mode Móbile Station;

4. Mobile Station (MS) ou estação móvel;

5. Network management Unit ou Unidade de Gerenciamento de Rede;

6. Line Station (LS): sua funcionalidade compreende LTU (Line Termination

Unit) e o TE (Terminal Equipment);

19

Baseados em três classes principais de serviços com diferentes

interfaces aéreas, o serviço Tetra opera com todos esses serviços

especificados pela ETSI (European telecommunications Standards Institute):

• Packet data optimized (PDO);

• Tecnologia Voice + Data (V+D);

• Direct Mode (DMO): uma transmissão semi-duplex de voz entre dois

rádios sem usar a rede;

O padrão TETRA trabalha utilizando portadoras de 25 KHZ em todos os

sites do sistema troncalizado. Através de multiplexação por tempo (TDMA) o

sistema divide uma única portadora de 25KHz dando origem a quatro canais,

produzindo um aproveitamento de 4:1 em funcionamento. Porém, existe a

possibilidade de que em alguns sites apenas um canal esteja em uso, não

necessitando da capacidade adicional do TDMA.

O TETRA usa a modulação π/4 DQPSK (Diferencial Quaternary Phase

Keying). Esta modulação possibilita a utilização de quatro canais através da

mesma portadora, com isso torna muito mais eficiente o aproveitamento do

espectro de freqüência.

O TETRA possui vantagens que estão em sua funcionalidade, entre elas

a capacidade de chamada rápida para grupos com diferentes subgrupos, ou

mesmo grupos de outras redes. Os usuários compartilham os mesmos

recursos do rádio com alta eficiência e flexibilidade, semelhante às

funcionalidades das redes de telefonia móvel.

a) Rádio Digital Portátil: Os rádios digitais portáteis são menores e mais

leves do que os rádios analógicos convencionais. A potência de transmissão é

pequena, varia entre 1 w e 3 w, sua faixa de operação vai de 300 a 900 MHz.

Devido à pequena potencia, o alcance destes rádios é pequeno e por isso são

necessários vários repetidores para aumentar a cobertura. Para uma boa

comunicação é preciso ter um bom nível de sinal na conexão com a Estação

20

Radio Base, pois a modulação por TDMA possui um limite de erro na sua taxa

de transmissão. A FIG.6 ilustra um modelo de radio portátil da Sepura.

Figura 6 – Rádio portátil digital Sepura SRH 3800 (Manual Teltronic 2007).

a) Rádio digital Móvel: Sua potência de transmissão é superior ao rádio

portátil, variando entre 3 w e 10 w, sua faixa de operação vai de 300 a

900 MHz e sua cobertura com relação ao portátil é bem maior; parte

disso deve-se ao fato de os rádios móveis terem maior potência e um

sistema irradiante com maior ganho. A FIG.7 ilustra um modelo de rádio

móvel Teltronic.

Figura 7 – Radio móvel digital Teltronic MDT- 400 (Manual Teltronic 2007).

b) Estações de Rádio Digital Fixas: Transceptor digital ligado ao sistema de

alimentação elétrica contínua de 13,8 V que utiliza rede elétrica de (110V ou

220V) e está conectado à uma antena de ganho externa. Com isso, sua

potência de tranmissão pode chegar a alguns Kilômetros. A FIG. 8 ilustra um

modelo de base fixa contendo um rádio digital móvel ligado a uma fonte de

13,8V.

21

Figura 8 – Base fixa digital Teltronic MDT – 410 (Manual Teltronic 2007).

c) Repetidores Digitais (Estação Rádio Base): É o conjunto de dispositivos

interligados que formam um site de repetição. Além do canal lógico que é

responsável pela checagem e contrôle dos usuários através de dados,

podemos citar os dispositivos principais de um site que são:

• BSR (Sistema de Radio Base).

• LSC (Sistema de Controle Local).

• GATEWAY VoIP.

• GATEWAY ISDN.

• GATEWAY MAINT.

e) BSR (Sistema de Radio Base): É a interface que possibilita a comunicação

dos terminais móveis, fixos e portáteis com a repetidora digital. Sua função de

transmissão e recepção permite o tráfego de voz e dados dos usuários bem

como os terminais. A potência máxima de uma de uma repetidora digital está

em torno de 40 W. A FIG.9 ilustra um modelo de repetidora BSR Teltronic.

22

Figura 9 – Estação Rádio Base digital BSR Teltronic (Manual Teltronic 2007).

f) LSC (Sistema de Controle Local): Módulo opcional da SBS Realiza a

função de controlador local em caso de falha no enlace entre a zona e o nó

central. A funcionalidade TETRA é completa em modo de pacotes (packet

data) e pelas chamadas interzonais conecta-se fisicamente ao switch ethernet

das SBS. Em caso de falha de enlace com o CNC ou o CNC-RED ele toma o

controle da zona. Nos terminais TETRA aparecerá “Fall-back ou modo

degradado”

Hardware: se trata de um computador industrial. Ilustrado na FIG.10.

Figura 10 – Computador industrial LSC Teltronic (Manual Teltronic 2007).

g) GATEWAY VoIP: Módulo que permite conectar a infra-estrutura Nebula em

um elemento VoIP (Voz sobre IP) que tenha formato RTP/RTCP.

Função principal: extrair informações da rede (pacotes TUP - voz TETRA) e os

transformar em VoIP (RTP). A operação inversa recebe VoIP externo e a

transforma em TUP. Cada placa GW-VoIP pode realizar até 4 conversações

simultâneas (1 chamada semi-duplex ocupa 1 conversação/1 chamada duplex

ocupa 2 conversações). O GW-VoIP é um elemento interno a sub-rede do

SCN. Ilustrado na FIG.11.

• Elemento opcional do SCN. Ocupa um dos slots do rack MNI. • É requerido para as comunicações voz entre LD e terminais. • Também se requer para o gravador digital da Teltronic.

23

Figura 11 – Placa Gateway VoIP Teltronic (Manual Teltronic 2007).

h) GATEWAY ISDN: Módulo que permite a infra-estrutrura Nebula acessar as

redes públicas e privadas que tenham um PABX ou PSTN ISDN.

i) GATEWAY RDSI BRI: Com acessos básicos ISDN (cada um com dois

canais de 64 kbps).Por tanto com uma placa se pode ter até quatro

conversações simultâneas de equipamentos TETRA ou com assinantes

telefônicos. Ilustrado na FIG.12.

Figura 12 – Placa Gateway ISDN Teltronic (Manual Teltronic 2007).

j) GATEWAY MAINT: Elemento obrigatório do SCN e opcional da SBS.

Ocupa um dos slots do rack MNI. É requerido para manutenção remota e para

o roteamento interno entre as sub-redes.

Este módulo que permite a manutenção remota da infra-estrutura. Para essa

manutenção precisamos ter dois acessos básicos ISDN (cada um com dois

canais de 64 kbps).

Permite realizar qualquer dos serviços disponíveis na rede como estivesse no

local (ftp, telnet, http,a) utilizando uma conexão PPP por RDSI. Também

realiza uma função de roteador interno, já que têm os acessos para qualquer

das sub-redes do sistema. Ilustrado na FIG.13.

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Figura 13 – Placa Gateway MAINT Teltronic (Manual Teltronic 2007).

k) Switch Ethernet: É uma peça fundamental e está localizado na parte interna

do rack para receber os equipamentos que fazem parte do conjunto de

elementos de rede de uma repetidora TETRA. Ilustrado na FIG.14.

Figura 14 – Switch Ethernet industrial.

Fonte: http://www.imagemrio.com.br/descricao.asp?CodProd=ES4524D

Na FIG.15 temos o diagrama de ligações internas de uma repetidora

Teltronic com quatro portadoras, totalizando 16 canais de voz e dados

(V+D).

25

Figura 15 – Diagrama interno de uma repetidora (Manual Teltronic 2007).

1.5 Funcionalidades do Sistema Tetra

• Configuração hieráquica de frotas com distintas prioridades:

• Distintos níveis de acesso;

• Distintos níveis de prioridades nas chamadas;

• Convivência de frotas independentes sobre uma mesma rede;

• Controle de potência de transmissão a partir da Estação Base;

• Permite o terminal passar de uma célula para outra sem

necessidade de ação do usuário.

• Chamadas básicas de voz

• Individual;

• Grupo;

26

• Broadcast;

• Chamadas a PSTN ou PABX;

• Chamada prioritária;

• Entrada tardia (late entry);

• Chamada de máxima prioridade (emergência);

• Monitoramento discreto da chamada em curso;

• Alocação dinâmica de grupos;

• Redirecionamento de chamadas;

• Marcação abreviada;

• Alternar para DMO apertando apenas uma tecla;

• Envio e recebimento de SMS;

• Método Troncalizado;

1.6 Tecnologias de Radio Troncalizado Analógico

• MPT-1327 – protocolo aberto

• SmartNet – protocolo propietário

• LTR – protocolo aberto

1.7 Tecnologias de Radio Troncalizado Digital

• TETRA – protocolo aberto

• TETRAPOL – protocolo proprietário

27

• APICO25 – protocolo proprietário

• OPEN SKY – protocolo proprietário

1.8 Vantagens do Sistema Troncalizado

• Flexibilidade e facilidade na administração do sistema;

• Facilidade para expansão do sistema;

• Possibilidade de acesso automático aos sistemas telefônicos ;

• Alocação dinâmica de grupos ;

• Diversos níveis de prioridade dentro de um grupo;

• Lista de espera (fila);

1.9 Tecnologia de Acesso TDMA

A tecnologia TDMA utilizada no sistema TETRA tem como principal

contribuição a otimização da banda através da divisão de portadora. Com isto,

uma faixa de freqüência pode comportar 4 canais de transmissão. Ilustrado na

FIG.16.

Figura 16 – Modelo de portadora TDMA.

28

• A modulação do sinal é π/4 DQPSK (Diferential Quadrature Phase Shift

Keying)

• Multi-frame de 18 tramas.

• Suporta handover (transferência de canais entre células).

• 4 time-slots fazem 1 frame TETRA: Duração 4 x 14.167 = 56.67 ms.

• 18 frames TETRA fazem 1 multi-frame TETRA: Duração 18 x 56.67 =

1.02 s.

• Mas 1.02 s contém apenas 17 x 60 ms de voz codificada, então apenas

17 dos 18 frames são necessários para transmitir a informação da voz,

deixando o18º frame livre para sinalização. Ilustrado na FIG. 17.

Figura 17 – Utilização de frames TDMA (Manual Teltronic 2007). A tecnologia de acesso TDMA possibilita a utilização de serviços de voz,

dados, controle e monitoramento dos terminais. Pode-se utilizar também,

sistemas de monitoramento de câmeras e rastreamento dos terminais por GPS

(Global Posicion Sistem). O modelo está Ilustrado na FIG. 18.

29

Figura 18 – Modelo de utilização da interface Aérea (Manual Teltronic 2007).

30

CAPÍTULO II

SERVIÇOS

2.1 – Serviços de Comunicação de Dados

• SDS (Short Data Service)

• Até 256 caracteres

• Acesso ao meio com 4 slots TDMA num único canal de comunicação

(comutação de pacotes e circuitos)

• Taxa de transmissão até 28.800 bps (28 Kbps)

• 16 bits de informação

• Endereçamento individual e de grupo

2.2 – Serviços de Chamadas de Voz

As chamadas de voz são realizadas através de endereçamento IP; e são

enviadas pela rede através de protocolo de sinalização. A chamada individual

procura o destino pela rede através do seu endereço IP individual. Ilustrado na

FIG. 19 e 20.

Figura 19 – Modelo de chamada individual (Manual Teltronic 2007).

31

A chamada em grupo é enviada para a rede como multicast e será

recebido por todos os usuários que estiverem no mesmo grupo. Ilustrado na

Figura 20.

Figura 20 – Modelo de chamada de grupo (Manual Teltronic 2007).

O IP Multicast melhora eficiência da largura de banda - uma chamada em

grupo apenas envolve sítios onde os membros registados de grupo são

registados.

O IP Multicast permite que o tráfego seja facilmente encaminhado a um

dispatcher e/ou gravador digital.

2.3 – Serviços de Comunicação de Voz

Codificação ACELP (Algebraic Code Excited Linear Prediction)

gera 137 bits por 30 ms de voz -> 4.567 Kb/s.

Existem 3 classes de bits:

• Classe 2 - 2x30 bits + CRC (Cyclic Redundancy Check), bits da cauda e

FEC (Forward Error Correction) = 162 bits por 60 ms

32

• Classe 1 – 2x56 bits + FEC = 168 bits por 60 ms

• Classe 0 – 2x51 bits = 102 bits por 60 ms

2.4– Transmissões de Voz e Dados por Pacotes

O estudo e desenvolvimento do projeto também contaram com a sua

base nas tecnologias de arquitetura de rede IP utilizadas por este sistema, o

sistema TETRA utiliza o mesmo tipo de rede que atende usuários de internet

em todo o mundo. Por este motivo se torna fácil acompanhar as futuras

inovações que por ventura apareçam no mercado, pois possibilita o tráfego de

voz e dados em alta velocidade através de pacotes de dados.

• Os pacotes de dados fornecem benefícios de IP e TCP/IP;

• Uso partilhado do canal de transmissão de rádio;

• Ideal para tráfego de dados em rajadas (bursty);

• Conectividade para o ambiente Internet;

• Suporte para produtos standards e aplicações;

O Sistema TETRA é na verdade uma rede integrada, com recursos de

processamento de voz e dados. Ilustração de uma rede TETRA na Figura 21.

Figura 21 – Modelo de rede Tetra (Manual Teltronic 2007).

33

2.5– Segurança por Encriptação Voz

• Múltiplos esquemas e algoritmos;

• Autenticação do Utilizador/Terminal;

• Autenticação da Infraestrutura;

• Encriptação:;

• Encriptação de Interface Aérea (Air Interface Encryption);

• Encriptação End-to-End;

• OTAR- Over The Air Re-Keying;

• Desativação de rádios roubados;

34

CAPÍTULO III

Comparativos de Sistema Tetra com Sistema Analógico.

ILUMINAÇÃO - Requisitos de Iluminação

- Natural/Artificial

LENTES - Lentes

- Montante C/CS

COMPONENTES DA CÂMERA

- CCD

- Câmera

- Suporte de Montagem

- Cabeamento (ou,Transmissor Sem Fio)

PROCESSADORES

- Seqüencial

- Quad

- Multiplexador

- Matriz de Vídeo

MONITORES

- Televisores

- Monitor Com Seqüencial

- Monitor com Quad ou Sistema de

Observação

- Monitor Profissional

GRAVADORES VÍDEOS

- Time Lapse VCR

- Placa de Captura de Vídeo

- Digital Vídeo Recorder (DVR)

CÂMERAS IP - Câmeras IPServer

- Câmeras IPServer com DVR

ALIMENTAÇÃO - Fontes de Alimentação AC/D

- Sistema de No-Break

OUTROS EQUIPAMENTOS E

ACESSÓRIOS

- Caixas de Proteção Externas

- PTZ Speed Dome

- Panoramizadores e Pan/Tilt

- Detectores de Movimento

- Amplificador de Vídeo

- Distribuidor de Vídeo

- Gerador de Data & Hora

- lIuminador Infra-Vermelho

Tabela Nº. 04 - Tabela dos Principais Componentes CFTV

35

O sistema TETRA possui protocolos que se assemelham com as redes

públicas de telefonia celular, pois possuem as mesmas funcionalidades de

transmissão, multiplexação e segurança. Por isso, para facilitar o

entendimento, varemos a seguir um gráfico comparativo das funcionalidades

dos serviços de rádio digital e analógico. Ilustrado na FIG. 25.

Gráfico Comparativo

Serviços Sistema

Convencional Sistema Tetra

Criptografia - ü

Chamada de Grupo - ü

Desvio de Chamada - ü

Grupo Dinâmico - ü

Chamada Prioritária - ü

Chamada de Emergência ü ü

Chamada Rápida - ü

Chamada Broadcast - ü

Modo Direto - DMO ü ü

Desativação de Terminais ü ü

Comutação de Pacotes - ü

Transmissão de Voz e Dados - ü

Figura 25 – gráfico comparativo

Ao compararmos a tecnologia Tetra com sistemas convencionais,

precisamos levar em consideração que o consumo de energia elétrica de um

sistema Analógico é de aproximadamente 920W contra um consumo médio de

700W da tecnologia Tetra; podemos constatar uma redução expressiva no

consumo de energia, além dos benefícios incorporados pela tecnologia.

36

Gráfico Comparativo

Consumo Sistema TETRA Sistema Analógico

Consumo monitor (em KW/h) 0,7 0,92

Utilização mês (em Horas) 720 720

Valor do KW/h R$ 0,40 R$ 0,40

Valor de consumo por equipamento R$ 201,60 R$ 264,96

Tipos de equipamentos 1 Repetidora Digital 4 Repetidoras Analógicas

Quantidade de canais disponíveis 4 canais 4 canais

Redução em 1 ano de R$760,32 - 23,90% *

Quadro 1 – Comparação dos gastos com energia elétrica entre a tecnologia Tetra e o Sistema Analógico

Comparando a tecnologia Tetra com sistemas convencionais,

constatamos que o gasto com equipamento é superior ao do sistema

Analógico, que é mais simples e barato, porém não possui as mesmas

facilidades que a tecnologia Tetra oferece; podemos constatar um aumento

expressivo no valor, mas a longo prazo os benefícios serão compensadores,

pois a empresa poderá contar com a rede de dados do Tetra, que tem a

capacidade de implementar tecnologias de alta velocidade, como por exemplo,

o WiMax, que pode transportar dados e vídeo com QoS.

37

Gráfico Comparativo de Valores

Solução Tetra Solução Convencional

Valor de uma repetidora com uma portadora de quatro

canais.

R$ 250.000,00

Valor de uma repetidora de alto tráfego, com uma

portadora e um canal.

R$ 38.400,00

Valor do sistema irradiante

R$ 10.600,00

Valor do sistema irradiante

R$ 9.600,00

Microondas (enlaces) R$

45.000,00 --------- ---------

Torre trançada ou tubular/ sistema de

aterramento

R$ 18.300,00

Torre trançada simples/ sistema de

aterramento

R$ 4.800,00

total R$ 323.900,00 total R$

52.800,00

Acréscimo de R$ 271.100,00 + 514%

Quadro 2 – Comparação dos gastos com material entre a tecnologia

Tetra e o Sistema Analógico

3.1 Conclusões e Sugestões

O emprego do sistema TETRA no serviço de transporte das Barcas S.A

trará benefícios de segurança e eficiência aos usuários, pois as facilidades de

comunicação, monitoramento de terminais e sistemas de segurança, fará dos

meios de transporte um veículo mais eficiente e seguro. A utilização deste

sistema traz uma proposta de integração para um melhor atendimento ao

usuário, assim como a oportunidade de trocar as antigas e ultrapassadas

tecnologias analógicas por uma solução nova e eficiente.

Sugerimos que a empresa seja responsável por gerenciar os terminais e

seus periféricos na sua rede NMS que será implantada na estação Praça XV

juntamente com o CNC (Controlador do Nó Central); todas as informações

passarão pela rede através de um nó central chamado CNC, que possibilitará o

gerenciamento da rede e a troca de informações entre as suas bases e

38

futuramente a outros meios de transporte, possibilitando uma interação entre

eles.

Para cada barca, será instalado um terminal móvel que enviara um SMS

na partida e na chegada, caso de algum evento extraordinário o operador

poderá interagir com o dispachador na busca de uma solução mais segura.

Outros tipos de serviços poderão ser utilizados pela central de controle, dos

quais podemos citar: comandos remotos e monitoramento de rota por GPS e

etc.

Caso seja necessário, mensagens de status podem ser enviadas para

informar sobre a situação das estações, com isso haverá uma interação sobre

os serviços prestados pela empresa e eventuais problemas em seus

respectivos locais de atuação, podendo ser planejado manobras para servir

melhor a população.

A empresa terá uma central que fará o gerenciamento de todas as

comunicações feitas pelos grupos de trabalho e serão formados de acordo

com as necessidades operacionais. Tomamos como exemplo, cinco grupos de

trabalhos que se comunicam entre si:

1° Grupo – Gerentes

2° Grupo – Manutenção

3° Grupo – Segurança

4° Grupo – Operações

5° Grupo – Grupo Geral

Para estes grupos seria preciso inicialmente apenas um par de

freqüência que fornece 4 canais de comunicação; esta quantidade de canais é

satisfatória, pois dificilmente todos os grupos estariam falando ao mesmo

tempo; para o caso de um aumento no tráfego, outros pares de freqüência

podem ser adicionados, conforme a necessidade.

Este sistema normalmente é interligado através de links dedicados que

podem ser da faixa de 2.5 GHz ou 5.6 GHz e sua tecnologia permite a

utilização de vários tipos de arquitetura de rede; o mais eficiente para este

39

sistema é a topologia estrela. A rede que compõe o sistema contem os

seguintes equipamentos:

Repetidoras: A quantidade de estações repetidoras será ser de acordo com a

necessidade prevista no levantamento das áreas de cobertura. Cada barca

terá um radio móvel e Cada estação terá um radio base.

A empresa definirá o número de rádios portáteis de acordo com a

necessidade operacional a ser definido através de levantamento. No caso das

barcas de Niterói, a estrutura do sistema não precisa ser muito grande, pois

além de possuir percursos relativamente pequenos, a topologia local oferece

dois Morros estratégicos para a instalação do sistema de repetidor que são,

Morro do Pão de Açúcar e Morro da Boa Vista, que podem viabilizar as

comunicações de forma satisfatória. Para o presente projeto será utilizado

inicialmente o Morro da Boa Vista por ter total cobertura nas rotas atuais.

Ilustração de uma barca com o Morro do Pão de Açúcar ao fundo - FiG. 24.

Figura 24 – Modelo de barca. Fonte:

http://www.nicomexnoticias.com.br/exibe_conteudo.asp?cod_conteudo=3242&

codigo_menu=20

3.2 Localização dos Pontos de Acesso

Especificações e Localização das Antenas

Através de estudos baseados em levantamento de áreas e rotas de

navegação das Barcas S.A e através de informações fornecidas pela Teltronic

40

que possui um repetidor para atender aquela área, foi feito o mapeamento das

estações que serão utilizadas como pontos base para as comunicações

através do novo sistema a ser implantado; também foi definido que o melhor

local para ser instalada a repetidora Tetra é na cidade de Niterói no Morro da

Boa Vista e o CNC ficará na estação das Barcas na Praça XV interligado ao

mesma através de um Link dedicado.

41

CONCLUSÃO

A motivação é um problema complexo, dinâmico, mutável e fluido. Ela

varia no tempo e no espaço, de acordo com a situação e o indivíduo. Varia no

mesmo indivíduo em épocas e situações diferentes. Seus fatores ou razões, ou

seja, os motivos humanos, exibem forças diversas, tanto em pessoas e

situações diferentes, quanto na mesma pessoa em situação e época distintas.

O que é bom hoje, poderá ter efeito oposto amanhã, dependendo da

personalidade do indivíduo (sua inteligência, caráter, valores, atitudes,

expectativas e percepções) e da situação (com seus inúmeros aspectos e

influências ambientais, pessoais, financeiros, políticos, econômicos, religiosos,

sociais, psicológicos, culturais, educacionais, científicos, técnicos,

tecnológicos, gerenciais e administrativos).

A motivação constitui o fator principal e decisivo no êxito da ação de

todo e qualquer indivíduo ou empreendimento coletivo. Só com o acaso e a

sorte é que se aproxima relativamente a esse êxito, mas com muito menos

força. Não se compreende um administrador insensível ao problema da

motivação. Com este trabalho, visamos identificar e explicar as mais

importantes teorias e abordagens disponíveis, com as respectivas críticas,

ligações e inter-relacionamentos. Com tudo isso, tentamos propiciar uma visão

geral e abrangente dos aspectos positivos, negativos, conjunturais e

diferenciais destas teorias e abordagens, bem como a importância da

motivação para o trabalho.

O inter-relacionamento entre administração e motivação foi descrito

como uma maneira de mostrar a melhor forma de coordenar o pessoal,

buscando inputs que resultem em motivação e que venham trazer bons

resultados para as organizações. O relacionamento existente entre liderança e

motivação com a finalidade de mostrar como transformar uma organização.

42

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA

J. Dunlop, D. Girma and J. Irvine, Digital Mobile Communications and the

TETRA System. Wiley, 1999.

GIL, Antônio Carlos. Métodos e técnicas de pesquisa social. 5. ed. São Paulo:

Atlas, 1999.

Texto: Artigo de Revista Digital Online disponível em:

<http://www.revdigonline.com/artigos_download/art_25.pdf>. Acesso em: 5 de

jun. 2008.

Texto: Metrô de Guangzhou, disponível em:

<http://www.fundamento.com.br/site/release.asp?id=958&tipo=0>. Acesso em:

9 de jun. 2008.

Fonte de pesquisa: Telcom Telecomunicações; disponível em:

<http://www.nokia.com.br/A4523023?newsid=-6261> . Acesso em: 03 de junho

2008.

<http://www.telcom.com.br/produtos_servicos_interno.php?mostra_menu=0000

000002> Acesso em: 03 de junho 2008.

Fonte de pesquisa: Implantação de rede de rádio TETRA; disponível em:

<http://www.segmentocomunicacao.com.br/sci/release.php?rel_codigo=636&cli

_codigo=11>. Acesso em: 14 de jun 2008.

Fonte de pesquisa: Cabo coaxial, Cabeação Estruturada EIA/TIA 568 e

ISO/IEC 11801 – disponível em : <http://www.rnp.br/newsgen/9806/cab-

estr.html>. Acesso em: 7 de jul 2008.

43

Fonte de pesquisa: Site da ANATEL, resolução Nº 455 de 18 de Dezembro de

2006, disponível em: <www.anatel.gov.br>. Acesso em: 2 de jul. 2008.

Fonte de pesquisa: Trem da Supervia, Rio de Janeiro, disponível em:

<http://www.skyscrapercity.com/showthread.php?t=461361&page=2>. Acesso

em: 5 de jun. 2008.

Fonte de pesquisa: Metro, Rio de Janeiro, disponível em:

<http://www.skyscrapercity.com/showthread.php?t=255134>. Acesso em: 5 de

jun. 2008.

Fonte de pesquisa: Metro, Rio de Janeiro, disponível em:

<http://www.nicomexnoticias.com.br/exibe_conteudo.asp?cod_conteudo=3242

&codigo_menu=20>.

Acesso em: 5 de jun. 2008

Altitude do morro do pão de açúcar : 400m

http://portal.rpc.com.br/gazetadopovo/turismo/conteudo.phtml?tl=1&id=780339

&tit=

44

ÍNDICE

FOLHA DE ROSTO 2

AGRADECIMENTO 3

DEDICATÓRIA 4

RESUMO 5

METODOLOGIA 7

SUMÁRIO 8

INTRODUÇÃO 11

CAPÍTULO I

TECNOLOGIAS 12

1.1 - TECNOLOGIAS DE RÁDIO E APLICAÇÕES 12

1.2 - REGULAMENTAÇÕES 13

1.3 - TECNOLOGIA DE RÁDIO ANALÓGICO 13

1.4 - TECNOLOGIAS DE RADIO DIGITAL 17

1.5 - FUNCIONALIDADES DO SISTEMA TETRA 25

1.6 - TECNOLOGIAS DE RADIO TRONCALIZADO 26

ANALÓGICO

1.7 - TECNOLOGIAS DE RADIO TRONCALIZADO 26

DIGITAL

1.8 - VANTAGENS DO SISTEMA TRONCALIZADO 27

1.9 - TECNOLOGIA DE ACESSO TDMA 27

CAPÍTULO II

SERVIÇOS 30

2.1 - SERVIÇOS DE COMUNICAÇÃO DE DADOS 30

2.2 - SERVIÇOS DE CHAMADAS DE VOZ 30

2.3 - SERVIÇOS DE COMUNICAÇÃO DE VOZ 31

2.4 - TRANSMISSÕES DE VOZ E DADOS POR 32

PACOTES

2.5 - SEGURANÇA POR ENCRIPTAÇÃO VOZ 33

45

CAPÍTULO III

COMPARATIVOS DE SISTEMA TETRA COM SISTEMA 34

ANALÓGICO

3.1 - CONCLUSÕES E SUGESTÕES 37

3.2 - LOCALIZAÇÃO DOS PONTOS DE ACESSO 39

CONCLUSÃO 41

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA 42

ÍNDICE 44