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  • 1. 1 COLÉGIO DOCTUM APOSTILA DE TELECOMUNICAÇÕES BÁSICAS CURSO: Redes de Computadores DISCIPLINA: Telecomunicações básicas PROFESSOR (a) RESPONSÁVEL: Jéssica Pereira Rodrigues dos Santos MÓDULO: 2° módulo
  • 2. 2 Sumário 1- TELECOMUNICAÇÕES....................................................................................................3 1.2 – TELECOMUNICAÇÕES- UM POUCO DE SUA HISTÓRIA..........................................4 2- SISTEMAS DE COMUNICAÇÃO ......................................................................................7 3 - SISTEMAS DE COMUNICAÇÃO POR SINAIS ELÉTRICOS.........................................10 4- TRANSDUTORES, MODULADORES E DEMODULADORES........................................11 5 - O CANAL DE RÁDIO FREQUÊNCIA.............................................................................11 6- DISTORÇÃO, RUÍDO E INTERFERÊNCIA.....................................................................12 7- FORMAS DE INTERAÇÃO NO SISTEMA DE COMUNICAÇÃO ....................................13 8- GERAÇÃO DE SINAIS....................................................................................................14 9- MODULAÇÃO .................................................................................................................15 10 – CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DE MODULAÇÃO..........................................17 11- MODULAÇÃO EM AMPLITUDE ...................................................................................18 12- MODULAÇÃO FM.........................................................................................................20 13- MODULAÇÃO EM FASE- PM.......................................................................................21 14- TRANSMISSÃO DIGITAL .............................................................................................21 15 MODULAÇÃO DIGITAL .................................................................................................22 17 – MODULAÇÃO POR PULSOS .....................................................................................25 18 MODULAÇÃO PCM .......................................................................................................26 19 - TELEFONIA .................................................................................................................28 20 – CONTROLE POR PROGRAMA ARMAZENADO-CPA ...............................................31 20 MULTIPLEXAÇÃO .........................................................................................................32 21 MONTAGEM DE REDE TELEFÔNICA DIGITALIZADA.................................................34 22. EVOLUÇÃO DA REDE TELEFÔNICA PARA A RDSI ..................................................35 22.1 REDE DIGITAL DE SERVIÇOS INTEGRADOS (RDSI) ..............................................36 Referências Bibliográficas ................................................................................................38
  • 3. 3 1- TELECOMUNICAÇÕES 1.1 – INTRODUÇÃO Por Telecomunicações entende-se um conjunto de dispositivos e técnicas para a transmissão de informações instantâneas a longa distância. Essa transmissão pode ser de voz, sinais gráficos, dados, imagens ou sinais de televisão. Todos eles têm os mesmos princípios fundamentais, mas se diferem na forma de manipular as informações e nos meios utilizados para transmiti-las. Os sistemas de telecomunicações estão presentes em várias ações do nosso cotidiano. Por exemplo, quando mantemos uma conversa telefônica, quando assistimos a um filme na televisão, quando ouvimos uma música no rádio, quando enviamos um email para alguém ou quando tiramos um estrato em um terminal de automação bancária estamos utilizando um sistema de telecomunicações. Em um momento em que a informação é tida como o bem mais precioso da humanidade, as telecomunicações adquirem um papel fundamental nos mais diversos aspectos: sociais, econômicos e políticos. As telecomunicações modernas tiveram início em 1844 com a primeira transmissão telegráfica. Até o final da década de sessenta, embora a evolução ocorrida tenha sido muito grande, a ideia de telecomunicações se resumia a falar ao telefone, assistir a um programa de TV ou ouvir um programa de rádio. A partir de 1970, o processo evolutivo passou a ser bem mais rápido e hoje as telecomunicações vão muito além da telefonia. Por exemplo, hoje se pode acessar qualquer tipo de informação, por meio da internet, utilizando um computador pessoal ou mesmo um telefone celular. As chamadas telefônicas podem conter sinal de vídeo, permitindo que se visualize a pessoa com que se está conversando. As transmissões de TV estão migrando para sistemas digitais em alta definição. O mundo ficou ao alcance de um clique de computador e as limitações de distancia deixaram de existir para uma série de coisas. O processo de evolução continua ocorrendo com taxas estratosféricas. Em breve será possível assistir a uma aula dada por um professor distante milhares de quilômetros, assistindo à sua imagem holográfica tridimensional. Para acompanhar esta revolução, as redes de telecomunicações evoluíram significativamente e terão de continuar a evoluir, de modo a acomodar as novas aplicações e o grande volume de trafego decorrente das mesmas. As redes que antes eram dedicadas a um determinado tipo de serviço, com as redes telefônicas e as redes de distribuição de sinais de TV, agora passam a ser multisserviços e multimídias. No futuro, o que se espera é que o serviço seja completamente independente da rede e do prestador de serviço de telecomunicações, conceito que denominamos de Ambient Networks. Basicamente, telecomunicações envolvem a transmissão de informação de um ponto a outro por meio de uma sucessão de processos, tais como: - A geração da mensagem: voz, música, imagem, vídeo, dados de computador. - A descrição da mensagem, com boa precisão, por um conjunto de símbolos, por exemplo, elétricos. - A codificação desses símbolos em uma forma adequada ao meio de transmissão de interesse. - A transmissão dos símbolos codificados para o destino desejado. - A decodificação e reprodução dos símbolos originais. - A recriação da mensagem original, com um grau de degradação na qualidade, devido às imperfeiçoes do sistema, limitado a um valor definido.
  • 4. 4 As telecomunicações podem envolver usuários humanos ou podem ser feitas diretamente entre computadores ou outras máquinas. Assim, uma conversa telefônica é um exemplo de telecomunicações, mas a transmissão de informações de sensores meteorológicos para um computador também é um exemplo de telecomunicações, uma vez que envolve troca de informações. De fato, há uma tendência detectada de que no futuro a Internet ( à qual todos estamos acostumados ) vá se transformar em uma rede para interconexão de coisas, mais do que de pessoas. 1.2 – TELECOMUNICAÇÕES- UM POUCO DE SUA HISTÓRIA Histórico das Telecomunicações A história das telecomunicações remonta ao final do século XVIII, quando os principais sistemas foram empregados para a transmissão a distância. Entretanto, sua implantação definitiva ocorreu na segunda metade do século XX, como consequência do avanço acelerado da eletrônica e das ciências associadas à automatização. Três invenções formam o marco da impressionante evolução das telecomunicações até os dias de hoje. Em 1844, Samuel Morse inventou o telégrafo. Dali a 32 anos, em 1876, Graham Bell inventou o telefone; em 1895, Marconi, o rádio. Em 14 de fevereiro de 1876, Graham Bell ingressou com o pedido de patente de seu invento na US Patent Office, algumas horas antes de outro inventor, Elias Gray, patentear o seu. Os historiadores, costumam dizer que Gray perdeu a chance de obter o título de inventor do telefone porque lhe faltou a sorte e não pôde contar com um modelista talentoso como Thomas Watson que trabalhou junto com Bell no desenvolvimento do protótipo do primeiro telefone. Popularização do Telefone Em novembro de 1876 foi realizada a primeira ligação interurbana do mundo, entre as cidades de Salem e Baltimore, a uma distância de cerca de 25 quilômetros; em menos de um ano depois, dezenas de outras cidades americanas foram interligadas pelo telefone...mas só depois do Rio de Janeiro. O primeiro “par” de telefones instalados no Brasil (um presente de Graham Bell a D. Pedro II) começou a funcionar no Rio de Janeiro, capital do Império, em janeiro de 1877, interligando o palácio São Cristóvão (hoje Museu Nacional) ao palácio da rua 1° de março (edifício dos Correios); em janeiro de 1884, foi a vez de São Paulo, com a fundação da primeira Concessionária paulistana: companhia de Telegraphos Urbanos. A primeira central automática do Brasil foi inaugurada em 1922 na cidade de Porto Alegre ( a terceira das Américas, logo depois de Chicago e Nova York). A segunda foi inaugurada três anos depois na também cidade gaúcha de Rio Grande (antes de Paris e Estocolmo). A terceira, em 1928, em São Paulo, e em 1929 foi a vez do Rio de Janeiro inaugurar sua primeira central automática. Nas décadas de 50 e 60 alguns acontecimentos marcaram o desenvolvimento das telecomunicações no mundo, mas o Brasil estava praticamente mudo com a estagnação do setor. Seu desenvolvimento foi retomado a partir do final da década de 60, após a regulamentação do Código Brasileiro de Telecomunicações, em 1963.
  • 5. 5 Em março de 19639 foi inaugurado o primeiro tronco sul de micro-ondas da Embratel, interligando São Paulo, Curitiba e Porto Alegre; um ano depois foi inaugurado o sistema DDD (discagem direta à distância). Em fevereiro de 72, além da inauguração da primeira transmissão de TV em cores no Brasil, também foram criados o Sistema Telebrás, e os primeiros telefones públicos foram instalados no Rio de Janeiro. Ainda nessa década, foi implantado o Sistema Brasileiro de Telecomunicações (SBTS) e o sistema de cabos submarinos ligando o nosso país à Europa, aos EUA e à África. A década de 80 foi marcada por problemas de congestionamento e falta de linhas- cada vez mais escassas, eram comercializadas a preço de ouro no mercado paralelo. O serviço precário, tanto para os usuários domésticos como para os usuários corporativos a cada dia piorava...Mas foi ainda nessa década – em novembro de 89 – que ocorreu a inauguração do primeiro sistema de telefonia celular no Brasil, no Rio de Janeiro. Em 1995, com a posse do presidente Fernando Henrique Cardoso inicia-se o processo “de flexibilização do monopólio estatal nas telecomunicações”. Em julho de 97 foi assinada a Lei Geral de Telecomunicações que redefiniu o modelo institucional e possibilitou a criação de uma agencia reguladora para o setor, a Anatel. E, em 1998, ocorreu a privatização da Telebrás, começando nova fase de desenvolvimento na qual a competição passaria a mudar o cenário com maior e melhor ofertas de linhas, melhoria de serviços e queda das tarifas. Um plano de investimentos setoriais até 2003, com investimentos da ordem de 90 bilhões de dólares... Em 1998, foi inaugurada a privatização da banda B da telefonia celular, instalando a competição do segmento de telefonia celular... E, a partir deste ano, a competição promete melhorar serviços e tarifas com a entrada de novos operadores para o Serviço Móvel Pessoal (banda C,D e E) e o uso mais intenso da tecnologia WAP (Wireless access Protocol) e GPRS (General Packet Radio System). Na telefonia fixa novos serviços começam a ser oferecidos graças às tecnologias de acesso, como ADSL, que permitirão que usuários possam falar e usar a Internet usando à mesma linha telefônica. A evolução das comunicações no mundo Iniciamos o século XXI com o avanço das telecomunicações, que nos últimos anos apresentam um salto evolutivo muito além de qualquer previsão. A microeletrônica criou um Chip com dezenas de milhões de transistores e a digitalização deu às telecomunicações a mesma linguagem dos computadores. Nasceram as redes de computadores e, ter elas, a de maior impacto na vida das pessoas: a Internet. A humanidade assistiu ao longo do século XX várias evoluções tecnológicas que permitiram a conquista do espaço. Os satélites de telecomunicações, são, talvez, os maiores frutos dessa conquista. Além de permitirem a retransmissão de programas da televisão educativa e comercial, eles abriram novas perspectivas para a comunicação telefônica, a transmissão de dados, fax internet e muitos outros serviços especializados. Com a introdução de satélites de baixa órbita –LEOS, que são menores e mais econômicos, esatava decretada a revolução da comunicação móvel via telefone celular. A fibra óptica é outra inovação revolucionária. Surgida no final do século XX, essa tecnologia da informação permite a transmissão rápida e simultânea de milhares de chamas telefônicas e dezenas de
  • 6. 6 imagem por um filamento de vidro, sílica, náilon ou silicone de latíssima transparência e da espessura de um fio de cabelo humano. Para se ter uma ideia de seu impacto, um cabo de fibra óptica pode substituir até mil cabos coaxiais de cobre. O desenvolvimento da tecnologia permitiu a digitalização de todas as formas de comunicação como voz, dados, imagem, transformados em bits, que significa a menor unidade de informação, levando à convergência de sons, dados e imagem tratados em conjunto pelo computador, originando a multimídia e a realidade virtual. A evolução das comunicações no mundo 1876 - 7 de março - Alexandre Graham Bell obtém a patente da invenção do telefone. 1877 - O primeiro telefone do país é instalado no Rio de Janeiro. 1878 - O primeiro telefone público é instalado nos EUA. 1879 – Dom Pedro II autoriza o funcionamento da primeira empresa de telefonia no Brasil. 1883 – A 1ª estação telefônica do Brasil é instalada em Santos, com 75 assinantes. 1884 - Os primeiros telefones começam a funcionar na cidade de São Paulo. 1885 – Lars M. Ericsson revoluciona o design do telefone, acoplando bocal e fone numa única peça. 1892 – Alon B. Strowgger inaugura, em Indiana, a primeira central telefônica automática. 1893 – As primeiras transmissões de sinais telegráficos e da voz humana em telefonia sem fio do mundo são realizadas pelo Padre Landell de Moura, na cidade de São Paulo. 1922 – Os serviços de telegrafia e telefonia via rádio são introduzidos no Brasil, entre o Rio de Janeiro e Nova Iorque. Nesse mesmo ano inaugurada a primeira central telefônica automática do país, em Porto Alegre. 1946 – Entra em funcionamento o primeiro computador eletrônico dos EUA, o Eniac. 1956 – Começa a funcionar o primeiro cabo telefônico transatlântico entre EUA e Grã-Bretanha. 1958 - O primeiro sistema de discagem direta a distancia (DDD) da América do Sul é implantado no Brasil, entre Santos e São Paulo. 1962 - Entra em operação o primeiro satélite mundial de telecomunicações, o Telstar, construído pelos Laboratórios Bell. 1966 - Inicio da aplicação de fibra óptica em telecomunicações. 1971 – A Intel anuncia o invento do microprocessador, base dos futuros computadores. 1972- É criada a holding Telebrás, responsável pelas empresas governamentais de serviços públicos de telecomunicações do Brasil. São instalados os primeiros telefones públicos ( os orelhões) no Rio de Janeiro e em São Paulo. 1975 – O Brasil integra-se aos sistema de discagem direta internacional (DDI). 1978 – A telefonia móvel celular é ativada no Japão. 1982 – A primeira central de CPA (Central com Controle por Programa Armazenado) da América Latina é instalada em São Paulo. 1990 - A primeira cidade brasileira a usar a telefonia móvel é o Rio de Janeiro. 1995 – Implantada a internet comercial no Brasil.
  • 7. 7 1998 – Privatização do Sistema Brasileiro de Telecomunicações – Telebrás – Início da competição, no mercado nacional de Telecomunicações com a concorrência das operados “espelho” para o STFC (Sistema Telefônico Fixo Comutado). 1999 – A Telefonica introduz em São Paulo a tecnologia ADSL, que possibilita enviar e receber dados e imagens em altíssima velocidade. 2000 - Escolha de faixa de 1.8 MHz para o PCS ( Personal Communication Service). 2001 – Assinatura das primeiras licenças GSM. 2- SISTEMAS DE COMUNICAÇÃO 2.1 – INTRODUÇÃO É inegável a importância dos modernos sistemas de comunicação para a economia, a cultura e a ciência, entre outras atividades. Isso decorre da enorme quantidade de informações geradas em locais diferentes daquele onde elas são utilizadas. Informações transitam entre estabelecimentos bancários e comerciais através de sistemas de comunicação espalhados pelo mundo inteiro; programas de rádio e televisão são transmitidos para centenas de milhões de pessoas em todos os continentes, difundindo noticiais, cultura e lazer; sinais oriundos de espaçonaves em régios distantes do sistema solar chegam à Terra trazendo informações que resultam em novas descobertas científicas. Tudo isso, com a velocidade da luz. SISTEMAS DE COMUNICAÇÃO GENÉRICOS A Figura 1 mostra a representação gráfica de uma cedia de comunicação, podendo-se identificar três elementos essenciais: a fonte de informação, o sistema de comunicação e o destino. A fonte de informações é, como o nome sugere, a origem da mensagem ou informação transmitida. Essa costuma apresentar-se na forma de sons, imagens ou textos. O destino é onde a informação será utilizada. A finalidade do sistema de comunicação é transportar a informação da fonte até o destino, preservando ao máximo suas características originais.
  • 8. 8 ELEMENTOS DE UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO COMPACTO A figura 2 mostra os elementos que fazem parte de um sistema de comunicação. SISTEMAS DE COMUNICAÇÃO O transmissor tem a finalidade de transformar a informação nele aplicada num sinal adequado para vencer a distancia que o separa do receptor. Nos diagramas em blocos, o fluxo do sinal é representado pelas setas. O meio de transmissão é responsável pelo transporte do sinal do transmissor até o receptor, sendo, com certeza, o elemento que, isoladamente, exerce maior influência sobre o desempenho de um sistema de comunicação, determinando, inclusive, o tipo de transmissor e receptor utilizados. Ao receptor finalmente, cabe a tarefa de resgatar a informação presente no sinal recebido, devolvendo-lhe o formato original. SISTEMA DE COMUNICAÇÃO COMPLEXO Fonte É a origem da informação. Por exemplo, a boca que gera a energia sonora (voz humana) é uma fonte de informação. A luz solar é outro exemplo, pois a luminosidade também é uma fonte de informação para alguns equipamentos. Transdutor É responsável pela conversão de uma forma de energia para outra. Exemplos:
  • 9. 9 Microfone – Energia Sonora - Energia Elétrica Alto Falante – Energia Elétrica - Energia Sonora Fotocélula – Energia Luminosa - Energia Elétrica Fotodiodo (LED) – Energia Elétrica - Energia Luminosa Transmissor O bloco transmissor consiste na combinação do sinal da informação com um sinal periódico de alta freqüência, denominado modulação, de forma a adequá-lo a um canal de transmissão. Canal de Transmissão É o caminho físico por onde um sinal transmitido se propaga. Pode ser um par de fios, um cabo coaxial, um guia de ondas, fibras ópticas, o ar atmosférico ou até mesmo o vácuo. A característica mais importante a ser observada num canal de transmissão é sua atenuação, ou seja, o quanto à potência do sinal decresce com o aumento da distância. Em um sistema de processamento de dados, um ponto muito importante a ser escolhido é justamente a transmissão de dados, isto é, a transmissão eletrônica entre dois pontos do sistema, através de informações codificadas, a fim de que possa haver recursos compartilhados, aquisição de dados, troca de informações, enfim, um elo entre dois ou mais subsistemas. Banda de um Canal: É um parâmetro importante para caracterizar um canal de transmissão. Geralmente, quanto mais larga a banda de um canal, maior é a velocidade permitida para a transmissão. Essa velocidade usualmente é medida de baud. Em casos particulares 1 baud =1 bit/Seg. As velocidades de transmissão de dados dependem da particular aplicação e podem variar entre dezenas de bits/segundo até milhões de bits/segundo. Receptor A função do receptor é a de extrair o sinal desejado do canal e fornecê-lo ao transdutor de saída.Visto que os sinais recebidos são quase sempre muito débeis como resultado da atenuação sofrida ao atravessar o meio de transmissão, o receptor deve possuir vários estágios de amplificação. Entretanto, a função principal desempenhada pelo receptor é a demodulação (ou detecção), o inverso do processo de modulação de transmissão, o que restaura a forma original do sinal.
  • 10. 10 3 - SISTEMAS DE COMUNICAÇÃO POR SINAIS ELÉTRICOS Os sistemas de comunicação que utilizam sinais elétricos para a transmissão de informações conseguem um excelente desempenho no processamento dos siansi, sendo indicados para comunicação a grandes distancias. Esses sistemas de comunicação podem ser divididos em dois grandes grupos: os sistemas via cabo e os sistemas via rádio. 3.1 SISTEMAS VIA CABO O meio de transmissão utilizando nos sistemas de comunicação via cabo é, como o nome sugere, um cabo condutor, chamado de linha de transmissão. As principais características deste sistema são: confiabilidade excelente, pouca flexibilidade para ampliações que não tenham sido objeto de cuidadoso planejamento, necessitando de grande investimentos de capital para a implantação da rede de cabos e da centra de comutação. Essas características tornam os sistemas via cabo adequados para comunicação a curta distancia, principalmente nas regiões urbanas. A necessidade de uma linha de transmissão, interligando o transmissor ao receptor, torna impossível a comunicação móvel e é a principal causa dos custos elevados da telefonia nas regiões escassamente povoadas. 3.2 SISTEMAS VIA RÁDIO Os sistemas de comunicação via rádio utilizam ondas eletromagnéticas como elemento de ligação entre transmissor e receptor. Como essas ondas possuem a propriedade de irradiarem-se pelo espaço, dispensando a existência de quaisquer meios físicos para sua transmissão, a implantação de sistemas de comunicação via rádio é grandemente facilitada. Quando comparado com os sistemas via cabo, os sistemas de comunicação via rádio apresentam as seguintes características: utilizam equipamentos eletrônicos relativamente complexos para o processamento dos sinais necessários à operação do sistema; a confiabilidade é menos e depende das condições de propagação da onda eletromagnética. Em compensação, os custos de implantação são menores para distâncias superiores a algumas dezenas de quilômetros, apresentando ótima flexibilidade para ampliações. Essas características tornam os sistemas via rádio adequados tanto para comunicação a longa distância quanto para comunicação móvel. A telefonia urbana a longa distância é um exemplo deste sistema de comunicação. CONFIGURAÇÃO DO SISTEMA Um sistema de comunicação via rádio é composto por duas estações de rádio, pelo menos, sendo uma transmissora e a outra receptora (figura 3).
  • 11. 11 Cada estação é composta por equipamento de rádio, uma linha de transmissão e uma antena. A função dos equipamentos de rádio é, no caso do transmissor, gerar sinais de radiofrequência e, no caso do receptor, recebê-los; da linha de transmissão é conduzir o sinal de radiofrequência do transmissor até a antena, ou da antena até o receptor. Finalmente, a função da antena é gerar ou captar ondas eletromagnéticas. Muitas estações receptoras de radiodifusão, principalmente as de ondas médias, não utilizam antenas externas, nem linhas de transmissão. Isso ocorre em função de os receptores utilizarem antenas internas, geralmente de ferrite. 4- TRANSDUTORES, MODULADORES E DEMODULADORES Para transformar em sinais elétricos as informações que se apresentam originalmente na forma de sons ou imagens, os sistemas de comunicação utilizam transdutores eletroacústicos, eletromecânicos ou optoeletrônicos. O microfone, utilizado para transformar sons em sinais elétricos, e o alto-falante, para fazer a transformação oposta, são exemplos de transdutores eletroacústicos. Para transformar os sinais provenientes de transdutores em sinais adequados para a transmissão por meio de ondas eletromagnéticas, utiliza-se circuitos moduladores, que são essenciais nos transmissores de rádio. Os moduladores são circuitos utilizados com a finalidade de incorporar informação a um sinal de alta frequência, controlando-lhe uma de suas características – a amplitude, a frequência ou a fase. O sinal correspondente à informação e o sinal de alta frequência são chamados, respectivamente, de sinal modulante e portadora, sendo este último proveniente de um circuito oscilador. O sinal de saída do modulador é chamado de sinal modulado. Tanto a portadora quanto o sinal modulado são denominados sinais de radiofrequência, ou RF, devido ao uso intensivo da modulação nos sistemas de comunicação via rádio. Para recuperar-se a informação incorporada ao sinal modulado, os receptores de rádio utilizam circuitos demoduladores, que operam segundo os mesmos princípios utilizados nos moduladores. Para a demodulação, é necessário aplicar-se o sinal modulado, mais a portadora, num demodulador, para que na saída obtenha-se o sinal modulante. 5 - O CANAL DE RÁDIO FREQUÊNCIA A antena de uma estação transmissora de rádio irradia para o espaço sinais na forma de ondas eletromagnéticas. Como é grande o número de estações transmissoras existentes, uma antena receptora irá captar inúmeros outros sinais, além do sinal desejado. Portanto, antes de recuperar a informação contida num determinado sinal, é necessário separá-lo. Para que isso possa ser realizado, o sinal precisa possuir alguma característica que permita distigui-lo dos demais. Esta característica é a sua frequência – ou faixa de frequências. A faixa de frequências reservada a um sistema de comunicação é chamada de canal de radiofrequência, ou simplesmente canal. Para que a recepção ocorra sem interferências, é essencial que não existam dois sinais ocupando o mesmo canal, numa mesma região. A aplicação mais conhecida desse
  • 12. 12 conceito está relacionada com os canais de televisão, que ocupam uma faixa de frequências de 6 MHz de largura, cada um. 6- DISTORÇÃO, RUÍDO E INTERFERÊNCIA Num sistema de comunicação, a informação recebida deve ser, idealmente, uma cópia fiel da informação transmitida. Contudo, no processo de transmissão, o sinal pode ser contaminado por distorções, ruídos e interferências, chegando alterado ao seu destino. A distorção é, geralmente, uma deformação introduzida no sinal devido à falta de linearidade da curva característica de um dispositivo eletrônico, como um transistor, diodo ou transformador. A Distorção pode ser causada, também, pela variação do ganho dos circuitos em função da frequência do sinal. Nesse caso, tem- se a distorção linear. O ruído é uma perturbação introduzida por uma fonte qualquer, podendo ser interna ou externa ao circuito. A quantidade de distorção e ruído gerados pelo equipamento eletrônico podem ser controladas mediante um cuidadoso projeto dos circuitos. Como o grau de contaminação pelo ruído depende do nível do sinal, o uso de potencias elevadas na transmissão e a redução da distancia entre as estações, sempre que possíveis, ajudam a reduzir o problema. A interferência é uma perturbação causada, quase sempre, por uma outra emissão de rádio, no mesmo canal do sinal desejado ou num canal adjacente. Ela pode ser reduzida – quando a causa for um sinal de frequência próxima – pelo aumento da seletividade e da estabilidade de frequência dos equipamentos utilizados. Um plano diferente de distribuição dos canais de RF, tendo em vista a região coberta pelo sistema de comunicação, a potencia e o período de funcionamento das estações transmissoras e o tipo de antenas utilizadas, também contribui para minimizar o problema. Uma outra fonte de interferências são as escovas das máquinas elétricas e as lâmpadas de descarga gasosa. Ambos geram grande quantidade de ruídos, principalmente nas frequências mais baixas. Neste caso, a interferência precisa ser combatida diretamente na fonte, mediante a utilização de filtros de linha, para a obtenção de resultados satisfatórios. ORIGEM DOS RUÍDOS O ruído que surge num meio de transmissão elétrico pode ter diversas origens: - Ruído térmico: este tipo de ruído é inevitável, deriva da agitação que os elétrons têm acima do zero absoluto (0º C). Quanto maior for à temperatura maior é a agitação e logo maior é o ruído térmico. - Ruído de intermodulação: é originado por ineficiências dos equipamentos. Os equipamentos que lidam com sinais devem manter a sua forma, quando isso não acontece produzem-se distorções no sinal. -Ruído de “crosstalk”: quando diversos sinais circulam em cabos elétricos próximos uns dos outros, existe a tendência para que os sinais passem de uns cabos para os outros, este fenômeno é mais intenso quanto maior for à frequência dos sinais. - Ruído de impulsos: tal como o anterior, este tipo de ruído é induzido por fontes externas ao sistema de transmissão, a diferença é que consistem em picos de energia muito intensos e geralmente de curta
  • 13. 13 duração.Podem ser provocados por diversos tipos de equipamentos, por exemplo, o arranque de uma lâmpada fluorescente. 7- FORMAS DE INTERAÇÃO NO SISTEMA DE COMUNICAÇÃO Há três termos que descrevem como os transmissores e receptores se interagem durante as comunicações. São eles: simplex, half-duplex e full-duplex. O objetivo deste artigo é esclarecer cada uma destas formas. Simplex Uma comunicação simplex ocorre quando existe um dispositivo transmissor e outro receptor cujos papéis não se invertem no período de transmissão. Com isso, deduz-se que nenhuma resposta é necessária ou possível. Caracterizada como comunicação unidirecional, tal esquema é encontrado em diversos casos. Por exemplo: transmissões de TV e rádio. Half Duplex O half duplex também é conhecido por semiduplex. Neste esquema, a comunicação é feita apenas em uma direção por vez. Isto significa que ambos podem transmitir e receber dados, porém não simultaneamente. A operação de troca de sentido de transmissão entre os dispositivos é chamada de turn- around. Aliás, em algumas situações, o lado que recebe pode interromper o lado que transmite e inverter o processo. O exemplo clássico de dispositivo que usa esta tecnologia é o walkie talkie, mas hoje há outros casos que valem ser lembrados. O da operadora NEXTEL é um deles. Com sua rede iDEN, ela possui diversos aparelhos telefônicos half-duplex. Full Duplex É o tipo de operação que permite comunicações simultâneas em ambas as direções entre os usuários do sistema. Considerando sua natureza paralela e o fato de não existir perda de tempo com turn-around (operação de troca de sentido de transmissão entre os dispositivos), uma linha full-duplex pode transmitir mais informações por unidade de tempo se comparada a uma linha half-duplex. Podemos citar, como exemplo de dispositivo que usa esta tecnologia, o aparelho telefônico.
  • 14. 14 8- GERAÇÃO DE SINAIS 8.1 Sinais Analógicos x Sinais Digitais Os sinais de forma geral e os elétricos em particular, podem ser vistos como uma “forma de onda”, isto é, uma função do tempo, num dado ponto do espaço. Estes sinais são classificados, conforme a natureza de sua variação no tempo em analógicos ou digitais. Os sinais analógicos variam de forma contínua, podendo assumir qualquer valor real. Já os sinais digitais podem assumir somente valores discretos (inteiros) variando de forma abrupta e instantânea entre eles. Algumas formas de informação têm natureza analógica e outras têm natureza digital. A voz, por exemplo, provoca uma variação contínua da pressão do ar formando ondas acústicas e é, portanto uma informação analógica. Já mensagens de texto ou de dados são formas de informação codificada que usam um conjunto finito de símbolos de um alfabeto. Estes símbolos são codificados como um conjunto de bits (dígitos binários), formando caracteres ou palavras, o que caracteriza a natureza digital destas formas de informação. Qualquer tipo de informação (seja analógica ou digital) pode ser transmitida através de um sinal analógico ou digital. O sinal analógico pode ser amostrado e quantizado, e o resultado dessa quantização é codificado em sinal digital para transmissão. 8.2 Potência de sinal e atenuação As potências de sinais são normalmente expressas em Watt. Para que a informação que o sinal transporta seja extraída pelo receptor em boas condições é necessário que a potência de recepção do sinal seja superior a um dado valor mínimo. A potência de recepção é em geral inferior à potência de emissão, isto é o meio físico através do qual o sinal circula tem perdas provocando uma atenuação na potência do sinal. As perdas e ganhos de potência expressam-se geralmente em decibéis. O decibel é uma unidade logarítmica usada para medir relações entre duas grandezas do mesmo tipo. Neste caso usa-se para medir ganhos (amplificação) e perdas (atenuação) de potência: 8.3 Largura de Banda e Capacidade de Canal Diferentes tipos de sinais (voz humana, música, dados, imagem) necessitam de diferentes capacidades de canal, as quais são indicadas em termos de largura de banda e outros fatores que influenciam a capacidade de um canal. A taxa em que podemos enviar dados sobre um canal é proporcional à largura de banda do canal. A largura de banda de um canal de comunicação constitui uma medida da máxima taxa de informação que
  • 15. 15 pode ser transmitida pelo canal. Largura de banda significa o espectro de freqüência que o canal é capaz de transmitir e não tem qualquer relação com as freqüências que são transmitidas no canal. Ele indica apenas a diferença entre os limites inferior e superior das freqüências que são suportadas pelo canal. Por exemplo, um canal que admite freqüências da ordem de 1500 a 5000 Hz (ciclos/segundo), tem uma largura de banda igual a 5000-1500 = 3500Hz. Da mesma forma, um canal que admite freqüências que vão desde 18000 Hz a 21500 Hz também apresenta uma largura de banda 3500 Hz (21500 - 18000). Em outras palavras, a baixa freqüência deve modular a freqüência portadora para produzir um sinal que possa ser transmitido eficientemente e, a partir do qual, depois da transmissão, a baixa freqüência possa ser recuperada. Conhecendo-se a largura de banda de um canal de comunicação (em Hz), pode-se estabelecer a máxima taxa de sinalização (em bauds) que o mesmo pode conduzir sem erro, o que é denominado de capacidade do canal de comunicação. Normalmente, a relação utilizada é de 1 (Hz) para 1 (baud). 8.4 Classificação dos canais de comunicação - “Power Limited” – Sistemas cuja limitação é a potência do sinal transmitido. Ex.: canal de satélite. - “Band Limited” – Sistemas cuja limitação é a faixa de freqüência alocada. Ex.: circuitos de telefonia. 9- MODULAÇÃO A maioria dos sinais de entrada, na maneira como são fornecidos pelo transdutor, não podem ser enviados diretamente através do canal. Consequentemente, uma onda portadora cujas propriedades são mais convenientes ao meio de transmissão em questão, é modificada para representar a mensagem. A modulação é a alteração sistemática de uma onda portadora de acordo com a mensagem (sinal modulante), podendo ainda incluir uma codificação. 5.1 Portadora É o nome que se dá, genericamente, ao sinal que tem uma ou mais de suas características alteradas. A portadora serve apenas para transportar a informação e não apresenta nenhuma outra utilidade no que diz respeito à informação.
  • 16. 16 5.2 Oscilador É o circuito gerador da portadora, cuja forma de onda pode ser qualquer periódica (senoidal e trem de pulsos retangulares são as ondas mais usadas). 5.3 Sinal Modulante É aquele que contém a informação a ser transmitida. Este sinal deverá ser recuperado na recepção. A operação inversa da modulação é a demodulação e se destina a recuperar o sinal modulante (informação). 5.4 Definições Modulação é o processo de se variar alguma das características de uma onda senoidal de alta freqüência com o valor instantâneo do sinal a ser transmitido. O sinal de freqüência é chamado de portadora, enquanto o sinal a ser transmitido é chamado de sinal modulador ou modulante. Já a portadora com a informação embutida é chamada de sinal modulado ou onda portadora modulada. A Modulação em Amplitude (amplitude modulation) ocorre quando o sinal modulador altera a amplitude da portadora de forma a embutir nesta alteração a informação que se quer transmitir. Se a portadora for uma onda senoidal, o sinal modulado mantém sua fase e sua freqüência inalteradas. As figuras a seguir ilustram o processo de Modulação em Amplitude (figuras para: sinal modulante, portador e modulado): Na figura seguinte podemos observar com mais clareza que o contorno (envoltório) da forma de onda do sinal modulado corresponde ao formato da onda modulante (que carrega a informação). Resumindo, a Modulação nada mais é que a adequação de um sinal de informação (voz, por exemplo) para que este possa ser transmitido por um canal físico de comunicação (ex: o ar atmosférico). Isto é feito lançando-se mão de um sinal de alta freqüência chamado de portadora que interage com o sinal da informação formando o sinal modulado. No caso da modulação por amplitude isto ocorre quando o sinal
  • 17. 17 modulador (que contém a informação) modifica a amplitude da portadora, de forma que a envoltória da mesma carregue a informação 10 – CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DE MODULAÇÃO As modulações existentes são classificadas de acordo com o tipo do sinal modulante (analógico ou digital) e com o tipo de portadora (analógico ou digital). 10.1 – NECESSIDADE DE MODULAÇÃO 10.1.1 Modulação para facilidade de irradiação Uma irradiação eletromagnética eficiente necessita de antenas com dimensões físicas da ordem de meio comprimento de onda. Muitos sinais, especialmente os sinais de áudio, possuem componentes de frequência de baixo valor necessitando de antenas de grandes dimensões para uma irradiação direta. Utilizando a propriedade da translação em freqüência da modulação, estes sinais podem ser sobrepostos em uma portadora de alta freqüência ,com conseqüente redução no tamanho da antena. 10.1.2 Modulação para redução de ruído e interferência Certos tipos de modulação possuem a propriedade de reduzir efeitos causados tanto pelo ruído como pela interferência. Esta redução, entretanto, é obtida a custa de uma maior largura de faixa para a transmissão do sinal que a necessária para o sinal original. 10.1.3 Modulação para designação de freqüência A seleção (e separação) de uma estação, em um aparelho de radio ou televisão, é possível porque cada uma tem uma freqüência de portadora de designação (atribuída).Duas ou mais estações transmitindo diretamente no mesmo meio, sem modulação produziriam uma superposição de sinais interferentes. 10.1.4 Modulação para multiplexação As técnicas de multiplexação, inerentes formas de modulação, permitem a transmissão de múltiplos sinais através de um mesmo canal, de modo que cada sinal pode ser separado no extremo da recepção. 10.2 LIMITAÇÕES FUNDAMENTAIS DA MODULAÇÃO No projeto de um sistema de comunicação, enfrenta-se dois tipos de restrições: os problemas tecnológicos(problemas práticos, de engenharia),e as limitações físicas fundamentais(leis da natureza pertinentes ao problema, que definem o que pode ser alcançado).As limitações fundamentais de transmissão da informações por meios elétricos são a largura de faixa e o ruído. -A limitação da largura de faixa: Obtém-se uma transmissão rápida da informação utilizando-se sinais que variam rapidamente com o tempo. Nos sistemas físicos, uma variação da energia armazenada necessita de um intervalo definido de tempo. Portanto, não se pode aumentar arbitrariamente a velocidade de transmissão, pois o sistema poderá eventualmente cessar de responder as variações do sinal. Assim, existe uma taxa máxima de variação do
  • 18. 18 sinal permitida pelo sistema, o que equivale a dizer que a largura de faixa de freqüências do sistema é finita e limitada. A largura de faixa surge, portanto, como uma limitação fundamental. -A limitação pelo ruído: O êxito da comunicação elétrica depende de quão precisamente o ruído pode determinar que sinal foi realmente enviado, distinguindo-o dos sinais que poderiam ter sido enviados. Como o ruído está sempre em sinais elétricos, as perturbações do ruído sobreposto limitam a habilidade de identificar corretamente o sinal enviado, limitando, assim, a transmissão da informação. É importante notar que, se a intensidade do sinal é insuficiente, a adição de estágios de amplificação não solucionará o problema; pois o ruído será amplificado juntamente com o sinal, ficando inalterada a relação sinal-ruído. 11- MODULAÇÃO EM AMPLITUDE Consiste em variar a tensão (amplitude) de uma portadora em função da tensão (amplitude) do sinal modulante. Existem quatro tipos de modulação em amplitude: .AM-DSB: dupla banda lateral .AM-DSB-SC:dupla banda lateral com portadora suprimida .AM-SSB:banda lateral única .AM-VSB:banda lateral vestigial 11.1 Modulação de amplitude com dupla banda lateral – AM-DSB Depois da telegrafia, é certamente, o método mais antigo de transmissão e recepção de sinais. Ainda bastante usado em rádio, televisão analógica e outros equipamentos de comunicação. Neste processo, a intensidade (ou amplitude) da portadora varia de acordo com o sinal que se deseja transmitir. Por isso, pode-se imaginar que só há uma frequência de transmissão, pois somente a amplitude varia. Mas a suposição não é verdadeira. Quando um sinal modulante de frequência fs varia a amplitude de uma portadora de frequência fp, há na realidade formação de duas novas portadoras, denominadas bandas laterais, de frequências acima e abaixo da portadora (fp + fs) e (fp – fs). Portanto, o que realmente se transmite é a portadora e as bandas laterais. E notar que toda a informação do sinal modulante está nestas últimas e não na portadora central.
  • 19. 19 11.2 - Modulação com dupla banda lateral e com portadora suprimida-AM/DSB-SC A modulação AM DSB SC consiste em transmitir a informação utilizando apenas o sinal de áudio, sendo, portanto utilizado em transmissores via cabo. A vantagem desse método é o aproveitamento total de potência para transmitir apenas a informação; na modulação AM DSB quando o índice de modulação é nulo, estamos transmitindo apenas a portadora, e com o índice de modulação ideal (m=1),67% da potência é utilizada para transmitir a portadora, portanto grande parte da potência consumida pelo circuito não é capaz de transmitir informação. Na modulação AM DSB SC a portadora não é transmitida, portanto toda a potência é utilizada no transporte de informação. 11.3 Modulação com banda lateral única- AM-SSB Este método é conhecido como banda lateral única (SSB - single side band ). Nos transmissores SSB, a portadora e uma banda lateral são removidas antes do sinal ser amplificado. Tanto a banda lateral superior ( USB ) como a banda lateral inferior ( LSB) do sinal AM original podem ser transmitidos. SSB é um modo muito mais eficiente que o AM devido a toda potencia do transmissor ser direcionada em transmitir a mensagem. Um sinal SSB também ocupa em torno de apenas metade do espaço de freqüência de um sinal AM comparável. Entretanto, os transmissores e receptores SSB são mais complicados que aqueles destinados a AM. Na realidade, um sinal SSB não pode ser recebido de forma inteligível em um radio AM; o sinal SSB terá um som muito distorcido do tipo voz do "Pato Donald". Isto é porque a portadora do sinal AM de fato tem um papel maior na demodulaçào ( isto é, recuperar o áudio transmitido ) das bandas laterais do sinal AM. Para demodular com sucesso um sinal SSB, é necessário uma "portadora substituta". Para melhor performance, um receptor SSB requer sintonia mais precisa e estável que um receptor AM, e precisa ser sintonizado com mais cuidado que um receptor AM. Mesmo quando precisamente sintonizado, a qualidade de áudio de um sinal SSB é menor que a de um sinal AM. O SSB é usado principalmente por operadores de radio amadores, serviços militares, marítimos e aeronáuticos, e outras situações onde operadores habilidosos e equipamentos receptores de qualidade são comuns. Existem alguns poucos experimentos no uso de SSB para radio difusão nas ondas curtas, mas o AM continua sendo o modo preferido pelas emissoras devido a sua simplicidade.
  • 20. 20 11.4 Modulação com banda lateral vestigial- AM-VSB Os circuitos modulador e demodulador apresentam a mesma topologia daqueles utilizados em AM- DSB. A diferença encontra-se no dimensionamento do filtro passa-faixa do circuito modulador. Em AM-VSB uma faixa lateral deve ser eliminada quase que na totalidade, restando apenas um vestígio desta. Além disso, a amplitude da onda portadora também é reduzida. Na prática, posiciona-se a faixa de transição do filtro sobre o sinal modulado. 12- MODULAÇÃO FM A modulação FM faz com que a frequência da onda portadora se altere de acordo com as variações de amplitude do sinal modulante. Já estudamos os motivos pelos quais precisamos de uma portadora de alta frequência para transportar informações que correspondem a sinais de baixa frequência. Os mesmos conceitos básicos sobre a necessidade de se modular um sinal de alta frequência são válidos para a modulação em frequência A sigla FM significa modulação em frequência, que também pode ser chamada de modulação angular, pois uma alteração de frequência também está ligada a uma mudança de ângulo de fase do sinal modulado. Como a amplitude da onda portadora modulada em frequência não varia, também não há variações da potência da onda transportada. 12.1 Variações de frequência da onda portadora e do sinal modulante
  • 21. 21 No intervalo de 0 a t1-A tensão do sinal modulante é zero e a portadora não é modulada. De t1 a t2-O sinal modulante cresce no instante positivo(+) e a frequência da portadora aumenta até um valor máximo de t2. Depois do instante t2-a tensão do modulante desce até zero,e a frequência da portadora diminui até ao instante t3 onde atinge o seu valor nominal. Durante o período (-) seguinte o sinal modulante a frequência da portadora desce abaixo do seu valor nominal.A tensão da portadora tem valor mínimo quando a tensão, do sinal modulante atinge o seu valor máximo (-),isto é instante t4. Desta forma pode-se concluir que a variação do valor instantâneo da frequência f da onda modulada acompanha a variação da tensão do sinal modulante. 13- MODULAÇÃO EM FASE- PM A modulação em Fase ou PM é um tipo de modulação analógica. Baseia-se na alteração da fase da portadora em forma de onda de acordo com o sinal modulador(mensagem). As variações podem ser múltiplas e cada variação de fase de uma onda pode codificar vários sinais (bits). Ao contrário da modulação FM, a modulação por fase é pouco usada, pois precisa de equipamento mais complexo para a sua recepção. 14- TRANSMISSÃO DIGITAL A transmissão digital pode ser usada para sinais digitais ou sinais de voz analógicos codificados. Em ambos os casos, a informação é enviada pelos canais de comunicações como uma cadeia de pulsos. Quando o ruído e distorção tendem a destruir a integridade da cadeia de pulsos, estes são detectados e regenerados. Se o processo de regeneração for repetido adequadamente, então, o sinal recebido será uma réplica exata do transmitido. Os pulsos transmitidos num canal de comunicação são distorcidos por capacitâncias e indutâncias da linha. Esse fenômeno é tanto mais acentuado quanto mais longa a linha ou maior a taxa de transmissão, o que torna mais difícil à interpretação. É possível transmitir pulsos em pequenas distâncias usando apenas cabos ou pares de fios e, em alguns casos, é necessária a colocação de "line drivers" junto ao transmissor e "line receivers" junto ao receptor. Para distâncias maiores é necessário utilizarem-se os recursos de transmissão providos pelas empresas concessionárias de serviços de comunicação. Esses recursos são na sua maioria, para transmissão analógica. Assim sendo, é necessária a transmissão dos sinais digitais sob forma analógica. Isso é obtido através do uso de um equipamento chamado MODEM.
  • 22. 22 14.1 Transmissão assíncrona Uma transmissão assíncrona quando não é estabelecido, no receptor, nenhum mecanismo de sincronização relativamente ao emissor e, portanto, as sequências de bits emitidos têm de conter em si uma indicação de início e do fim de cada agrupamento; neste caso, o intervalo de tempo entre cada agrupamento de bits transmitidos pode variar constantemente (pois não há mecanismo que imponha sincronismo) e a leitura dos dados terá de ser feita pelo receptor com base unicamente nas próprias sequências dos bits recebidos. 14.2 Transmissão síncrona Uma transmissão é síncrona quando, no dispositivo receptor, é ativado um mecanismo de sincronização relativamente ao fluxo de dados proveniente do emissor. Este mecanismo de sincronização é um relógio (clock) interno no dispositivo de recepção (por exemplo, modem) e determina de quantas em quantas unidades de tempo é que o fluxo de bits recebidos deve ser segmentado, de modo a que casa segmento assuma o mesmo tamanho e formato com que foi emitido. 15 MODULAÇÃO DIGITAL Também denominada modulação discreta ou codificada. Utilizada em casos que se está interessado em transmitir uma forma de onda ou mensagem que faz parte de um conjunto finito de valores discretos representando um código. Os sistemas baseados em sinal e na modulação digital, oferecem grandes vantagens sobre os sistemas analógicos, como por exemplo, alta fidelidade, independência do tempo e da fonte dos sinais que podem ser codificados. Uma desvantagem está no alto custo dos equipamentos de transmissão, principalmente para aplicações em tempo real, pois são precisos complexos e caros circuitos para que a comunicação digital possa realizada em tempo real. 15.1 MODULAÇÃO PSK (Phase Shift Keying) O PSK é uma forma de modulação em que a informação do sinal digital é embutida nos parâmetros de fase da portadora. Neste sistema de modulação, quando há uma transição de um bit 0 para um bit 1 ou de um bit 1 para um bit 0, a onda portadora sofre uma alteração de fase de 180 graus. Esta forma de particular do PSK é chamada de BPSK (Binary Phase Shift Keying). Quando não há nenhuma destas transições, ou seja, quando bits subseqüentes são iguais, a portadora continua a ser transmitida com a mesma fase. Esta variação de fase em função da transição de bit do sinal é ilustrada na figura a seguir:
  • 23. 23 15.2 MODULAÇÃO FSK (Frequency Shift Keying) A modulação FSK atribui freqüências diferentes para a portadora em função do bit que é transmitido. Portanto, quando um bit 0 é transmitido, a portadora assume uma freqüência correspondente a um bit 0 durante o período de duração de um bit. Quando um bit 1 é transmitido, a freqüência da portadora é modificada para um valor correspondente a um bit 1 e analogamente, permanece nesta freqüência durante o período de duração de 1 bit, como mostrado na figura a seguir. Alternativamente, podem-se, por exemplo, utilizar 4 freqüências de transmissão diferentes, cada uma delas correspondendo a 2 bits. Este modo é chamado de 4FSK. Isto aumentaria a taxa de bits transmitidos, mas em contrapartida aumenta também a banda de freqüência de transmissão utilizada. A modulação FSK apresenta o inconveniente de ocupar uma banda de freqüência bastante alta, devido a estas variações bruscas de freqüência em função da transição de bits, além possibilitar taxas de transmissão relativamente baixas. 15.3 MODULAÇÃO EM AMPLITUDE - ASK (Amplitude Shift Keying) Esta técnica de modulação consiste em mudar a amplitude da onda a transmitir, consoante se trate de transmitir '0' ou '1'. No exemplo abaixo mostrado optou-se por transmitir uma determinada amplitude sempre que transmitimos um '1', e deixar a linha a zero, sempre que transmitimos um '0'. Esta era a a técnica utilizada nos modems mais antigos. A vantagem é que é tecnicamente muito fácil de emitir e de detectar. Este tipo de modulação é mostrado na figura seguinte:
  • 24. 24 Nesta figura podemos observar: A azul - o sinal digital original A verde - o sinal AC que vamos modular A vermelha – O sinal já modulado que vai ser transmitido pela linha Este tipo de modulação apresenta no entanto três graves incovenientes: 1º - A velocidade das mudanças de amplitude estão limitadas pela largura de banda da linha. 2º - A transmissão de muitos zeros seguidos, pode ser confundida com a linha no estado de repouso, além de poder gerar perdas de sincronismo. 3º - As linhas telefónicas limitam as mudanças de amplitude a 3000 por segundo. O 2º inconveniente pode ser obviado se atribuirmos também uma amplitude é transmissão do '0', como se mostra na figura seguinte: Fig. 2 - Sinal de AM sem amplitude zero para o valor lógico '0' No entanto este tipo de modulação, além de ser pouco económico em termos de largura de banda também é muito sujeito a ruído, uma vez que as amplitudes são normalmente baixas, pelo que hoje em dia já quase não é utilizado. 16.4 MODULAÇÃO QAM (Quadrature Amplitude Modulation) A modulação QAM (Quadrature Amplitude Modulation – Modulação por Amplitude em Quadratura) modifica simultaneamente duas características da onda da portadora: amplitude e fase. Assim tem-se altas velocidades.
  • 25. 25 17 – MODULAÇÃO POR PULSOS Os sistemas de modulação por pulsos podem ser resumidos nos seguintes grupos: -PAM: Modulação por Amplitude de Pulso: Neste tipo de modulação basta amostrar o sinal para termos o processo concluído. -PPM: Modulação por Posição de Pulso: Nesta técnica a informação é transmitida por meio da manutenção, constante da duração da amplitude do pulso, mas deslocando o pulso de sua posição original, segundo a amplitude do sinal modulador. -PWM: Modulação por Largura de Pulso: é obtida quando a amplitude e a posição(ou frequência de repetição) são constantes, variando a largura ou a duração do pulso com a amplitude do sinal modulador. De um modo geral, a largura de pulso aumenta com amplitudes positivas e diminui com amplitudes negativas. -PCM: Modulação por código de pulsos: Nesta técnica o sinal analógico é amostrado convenientemente, dando origem, após a quantificação, a um conjunto de pulsos modulados em amplitude. 17.1 Modulação PWM (Modulação por Largura de Pulso) Uma forma de modulação por pulsos para solucionaras interferências de sinais em amplitude é o emprego do sistema de modulação pulsados por largura de pulso. Nesse sistema de modulação, as variações de amostragem dos pulsos ocorrem na largura dos pulsos, cuja duração depende diretamente da proporção da amplitude do sinal de amostragem. Este sistema de modulação possui vantagem em relação ao sistema PAM por ser menos sensível a ruídos, da mesma forma que ocorre numa modulação de FM em relação a AM. A modulação por largura do pulso pode ser feita de três formas distintas: -Modulação por desvio de borda direita; -Modulação por desvio de borda esquerda; -Modulação por desvio simétrico. A largura máxima do pulso não deveria ser limitada para ultrapassar o limite do pulso vizinho, quando as variáveis em questão são multiplexadas. A modulação por largura de pulso consiste em somar à função, uma onda triangular ou dente de serra de borda única ou simétrica a uma onda modulante e gerar uma onda quadrada relativa à sua soma. Os circuitos Moduladores PWM são utilizados nas áreas de telecomunicações, sistemas de automação na indústria, fontes chaveadas de potência etc. Nesse tipo de modulação tanto o período, quanto à amplitude, são mantidos constantes e varia-se a largura proporcionalmente à amplitude do sinal modulador.
  • 26. 26 17.2 Modulação PAM (Pulse-Amplitude-Modulation) Consiste em modular pulsos retangulares onde alguma característica do pulso varia proporcionalmente ao sinal modulador e a largura e o período são mantidos constantes. A modulação PAM pode ser um passo intermediário na,obtenção do AM. Entretanto no AM, o sinal é passado através de um FPF, limitando o seu espectro, ao passo que o PAM, em princípio, apresenta o seu espectro ilimitado. Pode-se destacar dois tipos de PAM, a amostragem natural e a amostragem simultânea. Na amostragem natural o topo do pulso acompanha as variações do sinal modulador durante todo o intervalo, ao passo que na amostragem instantânea o formato do pulso se mantém inalterado. 17.3 Modulação PPM (Pulse-Position-Modulation) Suponha um tipo de modulação de pulso onde a amplitude e a largura são mantidas constantes e a modulação se traduzirá no deslocamento do pulso em relação à sua posição original. Este tipo de modulação é a chamada de posição de pulso. 18 MODULAÇÃO PCM 18.1 A modulação PCM O objetivo da modulação PCM é fazer com que um sinal analógico possa ser transmitido através de um meio físico com transmissão digital. O equipamento que faz esta tarefa é conhecido como CODEC, que é uma contração das palavras coder / decoder, similarmente ao modem (modulador / demodulador). O funcionamento do PCM está baseado principalmente em três operações para transmissão e duas para recepção. Para transmissão, utiliza-se a amostragem, quantização e codificação. Para recepção, é necessário decodificar e filtrar o sinal, como mostra a figura a seguir.
  • 27. 27 18.2 Amostragem A amostragem tem por objetivo obter parcelas do sinal de informação, pois através dessas parcelas é que o sinal será digitalizado e, posteriormente, recuperado. Para fazer a amostragem, utiliza-se um circuito de amostragem, mostrado esquematicamente na figura a seguir. 18.3 Quantização A grosso modo, poderia se dizer que a quantização iria dividir a faixa de sinal (eixo Y) em níveis. A cada nível corresponderia uma seqüência de bits, que se transformariam no sinal digital de saída, como mostra a figura a seguir. Assim, como sugere a figura, cada amostra corresponde a um nível de tensão, que pode ser traduzido em bits de informação, gerando um sinal digital. Na figura, existem 8 níveis, ou seja, cada amostra gera 3 bits na saída. Nos CODECS comerciais, são 13 bits, ou 8.192 níveis, entretanto, é feita uma compressão do sinal, fazendo com que a saída seja em 8 bits. 18.4 Codificação Após a etapa de quantização, o sinal está pronto para ser codificado em 256 níveis (8 bits), pois já foi feita a equalização do sinal através da lei de formação adequada. 18.5 Transmissão / Comutação A etapa de transmissão consiste em pegar o sinal digital obtido pelo codificador e enviá-lo até o destino, onde deve ser decodificado. Existem diversos protocolos de transmissão digital. Entre eles pode-se citar os seguintes: • Bipolar ou AMI (Alternate Mark Invertion); • HDBn (High Density Bipolar de ordem n); • CMI (Code Mark Invertion); • 4B/3T;
  • 28. 28 18.6 Decodificação e Filtragem Quando o sinal atinge o receptor, deve ser decodificado, ou seja, o processo inverso de codificação deve ser feito. Vai ocorrer um erro de quantização, devido à aproximação do sinal original a um determinado nível. Além disso, o sinal vai ficar meio quadrado no destino. Para corrigir esses problemas, utiliza-se a filtragem do sinal, que faz uma suavização do sinal decodificado, tornando-o bastante semelhante ao sinal original. 19 – TELEFONIA Telefonia é a área do conhecimento que trata da transmissão de voz e outros sons através de uma rede de telecomunicações. Ela surgiu da necessidade das pessoas que estão à distância se comunicarem. (Dic. Aurélio: tele = longe, à distância; fonia = som ou timbre da voz). Com o aparecimento dos sistemas de comunicação móvel com a Telefonia Celular o termo Telefonia Fixa passou a ser utilizado para caracterizar os sistemas telefônicos tradicionais que não apresentam mobilidade para os terminais. 19.1 Terminal telefônico O terminal telefônico é o aparelho utilizado pelo assinante. No lado do assinante pode existir desde um único terminal a um sistema telefônico privado como um PABX para atender a uma empresa com seus ramais ou um call Center. Um terminal é geralmente associado a um assinante do sistema telefônico. Existem também os Terminais de Uso Público (TUP) conhecidos popularmente como orelhões, ou simplesmente como TP. 19.2 Rede de acesso A Rede de Acesso é responsável pela conexão entre os assinantes e as centrais telefônicas. As Redes de Acesso são normalmente construídas utilizando cabos de fios metálicos em que um par é dedicado a cada assinante. Este par, juntamente com os recursos da central dedicados ao assinante é conhecido como acesso ou linha telefônica. A Anatel acompanha a capacidade de atendimento das operadoras telefônicas através do número de acessos instalados, definido simplesmente como o número de acessos, inclusive os destinados ao uso coletivo, que se encontra em serviço ou dispõem de todas as facilidades necessárias para entrar em serviço.
  • 29. 29 A tecnologia “wireless” tem sido empregada como forma alternativa de acesso. Uma rede para “Wireless Local Loop (WLL)” é implantada de forma semelhante aos sistemas celulares, com Estações Rádio Base (ERBs) que, uma vez ativadas, podem oferecer serviço em um raio de vários quilômetros. 19.3 Central Telefônica As linhas telefônicas dos vários assinantes chegam às centrais telefônicas e são conectadas entre si quando um assinante (A) deseja falar com outro assinante (B). Convencionou-se chamar de A o assinante que origina a chamada e de B aquele que recebe a chamada. Comutação é o termo usado para indicar a conexão entre assinantes. Daí o termo Central de Comutação. A central telefônica tem a função de automatizar o que faziam as antigas telefonistas que comutavam manualmente os caminhos para a formação dos circuitos telefônicos. A central de comutação estabelece circuitos temporários entre assinantes permitindo o compartilhamento de meios e promovendo uma otimização dos recursos disponíveis. A central a que estão conectados os assinantes de uma rede telefônica em uma região é chamada de Central Local. Para permitir que assinantes ligados a uma Central Local falem com os assinantes ligados a outra Central Local são estabelecidas conexões entre as duas centrais, conhecidas como circuitos troncos. No Brasil um circuito tronco utiliza geralmente o padrão internacional da UIT para canalização digital sendo igual a 2 Mbps ou 1 E1. Em uma cidade podemos ter uma ou várias Centrais Locais. Em uma região metropolitana pode ser necessário o uso de uma Central Tandem que está conectada apenas a outras centrais, para otimizar o encaminhamento do tráfego. As centrais denominadas Mistas possuem a função local e a função tandem simultaneamente. Estas centrais telefônicas locais estão também interligadas a Centrais Locais de outras cidades, estados ou países através de centrais de comutação intermediarias denominadas de Central Trânsito.As
  • 30. 30 Centrais Trânsito são organizadas hierarquicamente conforme sua área de abrangência sendo as Centrais Trânsito Internacionais as de mais alta hierarquia. É possível desta forma conectar um assinante com outro em qualquer parte do mundo. Para que um assinante do sistema telefônico fale com o outro é necessário que seja estabelecido um circuito temporário entre os dois. Este processo, que se inicia com a discagem do número telefônico do assinante com quem se deseja falar é denominado chamada ou ligação telefônica. 19.4 Sinalização Para que a chamada seja estabelecida o sistema telefônico tem que receber do assinante o número completo a ser chamado, estabelecer o caminho para a chamada e avisar ao assinante que existe uma chamada para ele. O sistema que cumpre estas funções em uma rede telefônica é chamado de sinalização. A sinalização entre o terminal do assinante e a central local é transmitida por abertura e fechamento do circuito da linha telefônica (pulso) ou pelo envio de sinais em frequências específicas (tom). 19.5 Digitalização Nos anos 70 as centrais telefônicas iniciaram uma evolução de uma concepção analógica para digital. Esta transformação iniciada no núcleo das centrais, pela substituição de componentes eletromecânicos por processadores digitais estendeu-se a outras áreas periféricas das centrais, dando origem às centrais digitais CPA-T (Controle por Programa Armazenado-Temporal). Em 2002, no Brasil, 98 % das centrais eram digitais. Com as centrais digitais foi possível evoluir os métodos de sinalização, passando de sistemas onde a sinalização é feita utilizando o próprio canal onde se processa a chamada telefônica (canal associado) para a padronização estabelecida pelo sistema de sinalização por canal comum número 7 (SS7) que utiliza um canal dedicado para sinalização (Canal Comum). Esta evolução trouxe flexibilidade e uma série de benefícios ao sistema telefônico principalmente quanto ao oferecimento de serviços suplementares e de rede inteligente. Anatel utiliza a denominação Serviço Telefônica Fixa Comutada (STFC) para caracterizar a prestação de serviços de Telefonia Fixa no Brasil. Consideram modalidades do Serviço Telefônico Fixo Comutado o serviço local, o serviço de longa distância nacional e o serviço de longa distância internacional. 19.6 Serviço Local A operadora que presta o serviço local é aquela que possui a central local e a rede de acesso à qual o terminal do assinante está conectado. É considerado serviço local aquele destinado à comunicação entre dois terminais fixos em uma área geográfica contínua de prestação de serviços, definida pela Agência, segundo critérios técnicos e econômicos, como uma área local. Uma área local corresponde normalmente ao conjunto de localidades de um município. Toda vez que você discar apenas o número do assinante (7 ou 8 dígitos) estará fazendo uma ligação local. Como o usuário contrata o seu serviço telefônico junto a uma operadora de serviço local da qual passa a ser assinante, qualquer ligação local será feita através da rede desta operadora. Similarmente, quando uma chamada é originada de um telefone de uso público (TUP), a rede de acesso utilizada é a da prestadora proprietária daquele TUP e respectiva rede de acesso.
  • 31. 31 19.7 Serviço de Longa Distância O Serviço de Longa Distância Nacional é aquele destinado à comunicação entre dois terminais fixos situados em áreas locais distintas no território nacional. Uma ligação de longa distância envolve normalmente três operadoras. A operadora local 1 que presta o serviço local ao assinante que origina a chamada, a operadora local 2 que presta o serviço local ao assinante que recebe a chamada, e a operadora de longa distância. Como é possível haver várias operadoras de longa distância prestando este serviço entre estes dois locais, a regulamentação estabelecida pela Anatel permite que o usuário escolha a prestadora do serviço de longa distância de sua preferência, chamada a chamada, através do código de seleção de prestadora (CSP). A regulamentação estabelece que a receita deste tipo de chamada seja da prestadora de longa distância, cabendo a ela cobrar do cliente que a escolheu para transportar a chamada e pagar às operadoras locais pelo uso de suas redes. Em muitos casos uma operadora pode executar os três papéis em uma ligação de longa distância. Exemplos: uma chamada entre Campinas e São José dos Campos em que a operadora de longa distância escolhida seja a Telefônica; uma chamada entre o Rio e Belo Horizonte em que a operadora de longa distância escolhida seja a Telemar e uma chamada entre Brasília e Porto Alegre em que a prestadora de longa distância escolhida seja a Brasil Telecom. 20 – CONTROLE POR PROGRAMA ARMAZENADO-CPA O controle por programa armazenado (Stored Program Control) apresenta várias vantagens em relação aos sistemas anteriores. Flexibilidade: Como a central é controlada por um programa residente que permite alterações é possível, por exemplo, re-configurar a central sem que ela tenha que ser desligada. Isso pode ser feito, inclusive, remotamente pelo fabricante. Facilidades para o assinante: Centrais de programa armazenado (CPA) permitem um amplo conjunto de facilidades para os assinantes, incluindo: o Discagem abreviada; o Transferência de chamadas; o Restrição às chamadas recebidas; o Conta telefônica detalhada; o Identificação de chamadas maliciosas.
  • 32. 32 Facilidades administrativas: São facilidades operacionais, do tipo: o Controle das facilidades dos assinantes; o Mudança no roteamento, para evitar congestionamento de curto prazo; o Produção de estatísticas detalhadas do funcionamento da central. Velocidade de estabelecimento da ligação: As conexões podem ser estabelecidas através de circuitos digitais, reduzindo assim o tempo inicialmente atrelado a características físicas humanas, da ordem de alguns segundos, para o tempo de processamento digital, da ordem de micro segundos. Além disso, a repetição automática das chamadas na própria central pode ser programada, para evitar congestionamento na rede. Economia de espaço: Ocorre em vista das dimensões reduzidas das centrais de programa armazenado; Facilidade de manutenção: Os equipamentos da CPA têm uma menor taxa de falhas, em relação aos usados em centrais convencionais, em função de não terem partes móveis; 20 MULTIPLEXAÇÃO 20.1 CANAL DE VOZ Um canal de voz (espaço necessário para uma conversação telefônica inteligível) é representado, segundo convenções internacionais, por um triângulo. 0 300 3.400 4000(Hz) MODOS DE OPERAÇÃO DE UM MEIO DE TRANSMISSÃO Podemos operar um meio de transmissão de 3 modos: - Simplex ; Semi Duplex; Duplex. Simplex Quando transmite, apenas uma informação de A para B (sentido unidirecional). Semi-Duplex Quando transmite a informação de A para B e de B para A, porém num sentido de cada vez (transmissão bidirecional alternada). Duplex Quando transmite a informação de A para B e de B para A, ao mesmo tempo (transmissão bidirecional simultânea).
  • 33. 33 20.2 MULTIPLEXAÇÃO Se um circuito, utilizando um par de condutores, permite que duas pessoas possam estabelecer um diálogo sem problemas, conforme foi apresentado anteriormente, vejamos o que poderia ocorrer se colocássemos, num mesmo meio de transmissão, quatro circuitos telefónicos. Pelo exposto até aqui pudemos verificar que, quando são transmitidos vários circuitos telefónicos entre dois pontos A e B, utilizando um meio de transmissão comum (par de condutores, rádio enlace, etc.), ocorre a necessidade da utilização de uma técnica que possibilite a comunicação entre os circuitos sem que estes sofram interferências entre si e que ainda permita a identificação entre eles, 'essa técnica é conhecida como Multiplexação, que pode ser: FDM (Multiplexação por Divisão de Frequência) que é uma técnica analógica ou TDM (Multiplexação por Divisão de Tempo) técnica digital. • No lado A a multiplexação, onde unimos vários canais IA, 2A ... nA e transmitimos os mesmos de A para B, através de um par de fios. De B para A, o processo é idêntico. • No lado B a demultiplexação, ou seja, identificação e separação dos canais transmitidos de A para B. Se forem transmitidas diversas informações, conforme indica a figura acima, estas serão identificadas perfeitamente e separadas sem que haja interferência entre as mesmas. Como verificamos, a multiplexação é uma técnica de grande utilização para que se possa, racionalmente, aproveitar um meio de transmissão. 20.2.1 MULTIPLEXAÇÃO TDM O princípio de funcionamento do sistema TDM baseia-se na possibilidade de reconstituir integralmente um sinal a partir de um determinado número de amostras instantâneas retiradas periodicamente dos mesmos. Este sistema possibilita a transmissão de vários sinais, amostrando adequadamente cada um deles no tempo, isto é, o intervalo de tempo entre duas amostras consecutivas de um determinado sinal é utilizado para transmitir amostras de outros sinais. Em comunicações podem ocorrer casos em que, para transmitir uma informação, o meio de transmissão não está disponível para enviar todos os valores desta informação assumidos ao longo do tempo. Neste caso, para que seja possível a comunicação, utiliza-se a amostragem que consiste em um processo pelo qual se observa a variação de uma característica do sinal de informação (nível, frequência, fase, etc...), de tempos em tempos, gerando um sinal representativo do primeiro, durante cada período de observação. Demonstra-se que a amostragem periódica, dentro de uma frequência apropriada de exploração, preserva o conteúdo de informação do sinal original. Isto quer dizer que as observações discretas de um sinal, são tão representativas quanto sua observação contínua. 20.2.2 CARACTERÍSTICAS-TDM Uma das dificuldades práticas da transmissão por TDM é o fato de que os multiplexadores trabalham com sinais gerados por equipamentos cuja taxa de transmissão pode ser ligeiramente diferente (chamados de sinais plesiócronos do grego plesio, quase igual), e, para a ocorrência da multiplexação, é essencial que todos os bits de entrada estejam sincronizados. Desta forma, antes da etapa de multiplexação faz-se necessário o ajuste das taxas de transmissão, feito pela adição de bits sem informação, denominados bits de justificação. No processo de demultiplexação estes bits são identificados e descartados, regenerando o sinal original. Este problema de sincronização ocorre em todos os níveis da hierarquia TDM, de forma que em cada
  • 34. 34 estágio há a adição de bits de justificação. Por este motivo adotou-se o nome de Hierarquia Digital Plesiócrona (PDH, Plesiochronous Digital Hierarchy) para esta linha de multiplexadores TDM. A redução dos custos dos circuitos integrados na transmissão por fibra ótica tornou as redes PDH baratas, o que levou à multiplicação deste sistema por todo o mundo. Contudo, o PDH foi concebido visando atender simplesmente transmissão de voz, e a sua flexibilidade para atender a demanda de novos serviços com taxas e qualidade crescentes não era suficiente, devido ao processamento de bits necessário. A evolução dos padrões para sistemas de transmissão levou ao desenvolvimento do Synchronous Digital Hierarchy, um sistema totalmente síncrono que vem substituindo gradativamente o PDH. 20.2.3 MULTIPLEXAÇÃO FDM Multiplexação por Divisão de Freqüência se assemelha ao TDM, o FDM é uma tecnologia que transmite múltiplos sinais simultaneamente sobre um único caminho de transmissão. Porém, esta técnica funciona através de modulação, que permitem o deslocamento de um sinal no espectro de freqüência. Figura 19: Esboço de um sinal FDM. Para compreender o FDM, considerando o exemplo da figura, estão representados dois sinais de voz através de seus espectros. Um dos sinais foi modulado e, por isso, encontra-se deslocado para uma outra faixa de freqüência. Após a modulação, os sinais são passados por filtros de forma a impedir conflitos caso existam componentes destes sinais em outras freqüências diferentes da faixa para eles reservada, permitindo que esses sinais trafeguem simultaneamente pelo mesmo meio físico. Os filtros utilizados nesta operação são filtros passa-faixa, filtros que só permitem a transmissão de sinais que se encontram dentro de uma faixa de frequência. 21 MONTAGEM DE REDE TELEFÔNICA DIGITALIZADA A comunicação entre as centrais CPA-T é feita através de um sinal digital TDM-PCM de primeira ordem. Para garantir a integridade na transmissão, algumas adequações são feitas. Nas redes locais (centrais e entroncamentos em área urbana) é usada a codificação de fonte, equalização e filtragem do sinal para corrigir distorção e interferência intersimbólica. Para grandes distâncias, há o uso de modulação digital. Nas redes de longa distância (centrais internacionais e interurbanas e os respectivos entroncamentos) os sinais são multiplexados e transmitidos em banda larga. Os meios de transmissão usados são: transmissão por cabo, rádio digital, fibra ótica e transmissão via satélite. Para os serviços digitais absorvidos pela rede telefônica, é necessário utilizar meios de alta capacidade, TDM‟s de ordem elevada e hierarquia digital síncrona (SDH).
  • 35. 35 21.1 Transmissão entre Centrais CPA-T A transmissão de informação é feita através de um meio de propagação, que pode ser não guiado como a atmosfera, para a transmissão de rádio, por exemplo, ou guiado como as linhas telefônicas. 21.2 Transmissão via rádio No caso de radiotransmissores, para que um sinal possa ser irradiado com eficácia, a antena irradiadora deve ser da ordem de um décimo ou mais do comprimento de onda correspondente à freqüência do sinal a ser transmitido. Desta forma, para transmitir sinais de voz, as antenas necessitariam de dimensões da ordem de centenas de quilômetros. Para tornar possível a transmissão de sinais com a freqüência da voz humana, este deve ser modulado. A modulação utiliza ondas portadoras que servem como um suporte para levar a informação, também chamado sinal modulador. 21.3 Transmissão por Canal Guiado O canal guiado permite o confinamento da onda eletromagnética do transmissor ao receptor através do guia, sendo por isso adequado para áreas de campo eletromagnético intenso. Além disso, possibilita contornar obstáculos e facilita as aplicações em enlaces privados de comunicações. Porém, há necessidade de casamento de impedâncias para evitar perdas por reflexão e possui um custo de implementação mais elevado que os sistemas de rádio, principalmente no caso de longas distâncias e em centros urbanos. O padrão adotado atualmente para transmissão guiada entre centrais telefônicas é o canal de fibra ótica, em virtude do grande volume de informação trafegada. O cabo coaxial é outro tipo de canal guiado com aplicações em telefonia, mas sua aplicação mais comum é em redes locais de computadores. A transmissão guiada entre centrais por meio de cabo óptico é ilustrada na figura abaixo. A partir da década de 80, esse tem sido o meio preferencial para fazer o entroncamento entre as centrais do sistema telefônico. Atualmente já se usam regeneradores ópticos que não necessitam conversores eletroópticos. 21.4 Conversão FDM-TDM No processo de digitalização da rede, é necessária a interligação dos sistemas FDM e TDM. As tecnologias para conversão FDM-TDM podem ser divididas em: clássica e por transmultiplexação, que se divide em convencional e digital. Ambas tecnologias consistem em demultiplexar o sinal FDM e multiplexá-lo novamente, só que usando TDM. 22. EVOLUÇÃO DA REDE TELEFÔNICA PARA A RDSI A existência de redes de comunicação independentes para cada tipo de serviço (voz e dados) não é interessante já que não há compartilhamento dos recursos da rede. A digitalização e codificação dos sinais de comunicação tornaram possível a integração de serviços. O usuário se beneficia coma a melhora da qualidade, redução de custos e maior variedade de serviços disponíveis. A operadora ganha maior eficiência e uma otimização da rede e dos equipamentos. Para garantir a interoperabilidade dos serviços, o planejamento e normatização da Rede Integrada devem atender aos seguintes aspectos: versatilidade, velocidade de sinalização, confiabilidade, segurança na transmissão e privacidade na comunicação.
  • 36. 36 22.1 REDE DIGITAL DE SERVIÇOS INTEGRADOS (RDSI) 22.1 Definição A RDSI (Rede Digital de Serviços Integrados), em inglês: ISDN (Integrated Services Digital Network), é uma rede unificada que permite transmissão de voz e dados simultaneamente, proporcionando uma variedade de serviços ao usuário. A RDSI se caracteriza pelos seguintes aspectos: -Aproveitamento da atual infra-estrutura do RTPC. -Integração de Voz, Dados e Imagens na mesma Rede. -Confiabilidade na Transferência de informações. -Padronização de interfaces de usuários: a conexão aos diferentes serviços é feita por meio de uma única interface de acesso. -Transmissão digital entre os terminais. -Sinalização por um canal separado dos canais de informação: A sinalização é feita através de protocolos de comunicação, dentro de um formato padrão, adotado tanto pelas operadoras de serviços como pelos fabricantes de equipamentos de rede. -Possibilita comunicação de equipamentos analógicos. 22.2 Padronização O estabelecimento de protocolos padronizados é necessário para garantir a interoperabilidade dos serviços e permitir a ligação de equipamentos de diversos fabricantes à rede. O modelo de referência OSI da ISO deverá ser utilizado para assegurar que a evolução dos protocolos se desenvolva de uma forma estruturada. 22.3 Premissas para a formação da RDSI Há dois níveis de serviços RDSI: O acesso básico (BRI- Basic Rate Interface) 39 É dedicado aos pequenos usuários e aplicações. Com esta modalidade o usuário pode fazer ligações telefônicas enquanto acessa a internet (a 64 Kbits/s), fazer 2 ligações telefônicas simultâneas, acessar a internet a 128 Kbits/s, passar um fax e usar o telefone ao mesmo tempo, etc. O serviço é fornecido pelo mesmo par de fios que chega a sua residência, no entanto, funciona com 3 canais lógicos. Emprega dois canais independentes tipo B de 64 Kbps para transmissão da informação, mais um terceiro canal tipo D para sinalização e controle operando a 16 Kbits/s. Os canais B podem ser combinados para garantir velocidade de acesso de 128 Kbps. Um BRI oferece uma taxa líquida de 144 Kbps (2B+D), num circuito a dois fios, utilizando técnicas de comunicação em banda base, modo duplex, por meio de cancelamento de eco. A companhia telefônica que oferece o serviço fornece um equipamento chamado NT (Network terminator). Todos os equipamentos ISDN devem ser conectados ao NT. Os equipamentos convencionais podem ser conectados a RDSI através de um TA (Terminal Adapter), mas a conexão através destes continua sendo analógica. O acesso primário (PRI- Primary Rate Interface)
  • 37. 37 É destinado a sistemas de maior tráfego. É composto por trinta canais tipo B de 64 Kbps (no padrão europeu), ou 23 canais tipo B (nos Estados Unidos) e um tipo D de 64 Kbps. Nesse caso, a combinação dos trinta canais de transmissão de dados garante uma taxa de até 2 Mbps (E1), numa conexão a quatro fios. A linha RDSI é conectada a um PABX digital quando a empresa deseja utilizar a linha para voz ou a um equipamento tipo RAS (Remote Access Server) para a transmissão de dados. Aplicações: Videoconferência, Transferência de arquivos, Interligação de Redes Locais de computadores, Acesso remoto à base de dados, Acesso à Internet, etc.
  • 38. 38 Referências Bibliográficas ALENCAR, M. S. Sistemas de Comunicações, Erica, São Paulo. ALENCAR, M. S. Telefonia Digital, Erica, São Paulo. BARRADA;PIRES; Telecomunicações- Sistemas Multiplex; Ed. EBT – Livro Técnico e Cientifico – Editora: Brasil. CHUI, W. S. Princípios de Telecomunicações; Ed. Erica; São Paulo.

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