Aulas bimestral de Tecnologias de Comunicação de Dados - EID003 - UNIVESP

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Tecnologia de comunicação 
de dados 
Informação Digital 
e Redes de Computadores
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
O que é uma rede de computadores
•Um grande número de 
computadores interligados por 
uma rede de comunicação
•Na Internet: milhões de 
computadores e cobertura 
mundial
•Computadores alojam 
aplicações, isto é, programas que 
se comunicam entre si (hosts)
•Roteadores: nós da rede que 
encaminham mensagens
•Acesso e núcleo da rede
Informação Digital
• Dados podem ser definidos como entidades que contém significado.
• Sinais são representações elétricas ou eletromagnéticas (rádio -frequência 
ou óptica dos dados)
• Sinalização é a ação de propagar um sinal por um meio físico
• Taxa de sinalização é a quantidade de sinais enviados em um meio físico por 
unidade de tempo. É medida em bauds.
• Transmissão é a comunicação de dados através da propagação e 
processamento de sinais.
• O significado que está contido nos dados representa uma forma de 
informação
• A informação é medida em bits. Todo canal possui uma capacidade de 
informação, medido em bits/s.
Taxa de Informação = bauds X bits/signal
Redes de Comunicação
• Convergência de voz e dados
• Acessibilidade e mobilidade
• Internet: a força por trás da 
convergência
• 3G, 4G: o caminho para a 
Internet móvel
Regulamentação
Participação do Usuário
Consolidação
Globalização Competição
Crescimento de
Infraestrutura atrás
de novos clientes
Crescimento de 
Serviços
O mundo está mudando
O Velho
Mundo
@ Novo 
Mundo
Ericsson Network Concept
As telecomunicações estão mudando
Análogo
Circuito
Narrowband
Wireline
Proprietário
Digital
Pacote (ATM and IP)
Wideband & broadband
Wireless & wireline
Aberto/ Padrão
Network technology
“IP, SMTP, FTP .. have swallowed all other protocols…”, Tom Evslin, CEO ITXT
Por que redes baseadas no protocolo IP
É fácil, é padrão e está por toda a parte
Intranets
Internet
TCP/IP
Comunicações Públicas
Redes Corporativas
Aplicações
Ericsson Network Concept
Becoming the standard
for
Dados
No sentido mais amplo, dados é um tipo de representação
de informação que é criado, armazenado e processado,
num sistema computacional
Os dados num sistema computacional são representados
diretamente num código convencional, tal como ASCII ou
EBCDIC, sendo convertidos para uma representação
humana no momento da apresentação dos dados
Dados podem corresponder a textos, diagramas, músicas
e outros tipos de informação que podem ser produzidos
por um usuário humano com o auxílio de um computador
Por que transmitir dados
• Troca de informações entre pessoas
• Aplicações com acesso distribuído: reserva de 
passagens aéreas, transações bancárias
• Aplicações distribuídas
• Aplicações multimídia: integração de diferentes 
tipos de informação capturada e sintetizada
• etc., etc., etc....
REDES DE COMPUTADORES
Um sistema de processamento de informação constituído
por computadores autônomos que se interligam
por uma rede de comunicação
REDE
COMUTADA
ESTRUTURA INTERNA DA REDE
NÓS DE 
COMUTAÇÃO
ACESSOS DE
USUÁRIOS
Elementos de uma Rede 
Rede de 
Computadores
Elementos
Físicos
Elementos
Lógicos
Enlaces de
Comunicação
Nós de
Comutação
Topologia
Protocolos
Tipos de Redes de Computadores
• Quanto aos nós de comutação
• Redes comutadas por circuitos, por pacotes e por 
células
• Quanto aos enlaces de comunicação
• a) Quanto à distância: LAN, MAN e WAN
• b) Quanto à velocidade dos enlaces: alta velocidade: 
acima de 100 Mbps
• Quanto à topologia: bus, anel, irregulares, etc.
LAN, MAN e WAN
Em função das distâncias envolvidas e da forma de 
administração, as redes de computadores classificam-se em:
a) Redes locais: alcance limitado. Uma única empresa é 
usuária da rede
b) Redes Metropolitanas: alcance limitado. A rede oferece 
serviços de transmissão para várias empresas
c) Redes de Longa Distância: alcance ilimitado. A rede 
oferece serviços de transmissão para várias empresas
PROTOCOLOS
• Protocolos são linguagens de comunicação que permitem a 
comunicação entre entidades numa rede de comunicações
• Entidades: elementos ativos numa rede de comunicação 
(hardware, software, etc.)
• São utilizados em redes de dados, de voz e até na 
comunicação entre seres humanos
• Exigem uma definição precisa para permitirem a 
comunicação entre máquinas: mensagens trocadas, 
campos das mensagens, instantes em que mensagens são 
válidas, procedimentos de recuperação de erros, etc.
• Formas de especificação: tabelas de estado, linguagens 
formais, redes de petri, etc.
• Princípios gerais: envelopamento e layering
ENVELOPAMENTO
Endereço
de Destino
Controle 
de Trans.
Mensagem = Dados + Controle
ARQUITETURA DE REDE
• Definição do conjunto de funções cujo desempenho 
garante a interoperabilidade 
• Divisão do conjunto de funções em camadas
• Detalhamento da operação de cada camada
• Exemplos: osi, tcp/ip, sna
MODELO OSI
FÍSICA
ENLACE
REDE
TRANSPORTE
SESSÃO
APRESENT.
APLICAÇÃO SEMÂNTICA DAS OPERAÇÕES EM REDE
FORMATAÇÃO DE DADOS E INFORMAÇÕES
SINCRONIZAÇÃO E GERENCIAMENTO DO
DIÁLOGO
TRANSMISSÃO CONFIÁVEL FIM-A-FIM
ACESSO, ROTEAMENTO E ADAPTAÇÃO DA
MENSAGEM ÀS DIFERENTES REDE
TROCA DE DADOS CONFIÁVEL SOBRE
MEIO PASSIVO
ASPECTOS MECÂNICOS, ELÉTRICOS, 
FUNCIONAIS E PROCEDIMENTOS SOBRE MEIO
Tecnologia de comunicação 
de dados 
Informação Digital 
e Redes de Computadores
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
Princípios básicos da
Comunicação de dados 
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
Tecnologia de comunicação
de dados 
Sinais Analógicos e Digitais
Sinal Analógico Sinal Digital
Teorema de Nyquist: um sinal analógico limitado 
em banda pode ser amostrado e convertido em
um sinal digital sem perda de informação
Conversão de Sinais
Conversão de Sinais
Sinais Analógicos e Digitais
Fonte: Stallings, Transmissão de Dados Digital e Analógico
Redes de Acesso e Meios Físicos
• Última milha: a parte da rede que chega até às instalações do 
usuário
• Acesso residencial : custo e capilaridade
• Acesso comercial: taxa de transmissão e confiabilidade
• Acesso móvel: universalidade
• Meios dedicados e meios compartilhados
Taxa de dados
por usuário <
Capacidade do meio
Nº de usuários
Modem de Banda de Voz
Acesso Residencial Ponto-a-Ponto
• ADSL: Asymetrical Digital Subscriber Line
• 576 Kbytes/s para upload, até 7 M para download
• Acesso dedicado através da linha telefônica
• Não utiliza banda de voz
Exemplo de Instalação
Cable Modem & HFC
CMTS: Cable Modem Termination System
Transmissão de Dados em Rede por Cabo
residência
Headend do cabo
Rede de distribuição
por cabo
canais
V
I
D
E
O
V
I
D
E
O
V
I
D
E
O
V
I
D
E
O
V
I
D
E
O
V
I
D
E
O
D
A
T
A
D
A
T
A
C
O
N
T
R
O
L
1 2 3 4 5 6 7 8 9
FDM:
Rede Doméstica
• Componentes típicos:
• Adsl ou cable modem
• Roteador (Firewall, DHCP, NAT, DNS)
• Switch Ethernet
• Ponto de acesso WiFi
wireless
access 
point
wireless
laptops
router/
firewall
cable
modem
cable
headend
Ethernet
Fonte: Redes de Computadores e a Internet; urose, Ross
Redes de Acesso Sem fio
• Redes de acesso metropolitanas
• Tecnologias celulares: GPRS, EDGE, UMTS, LTE
• Tecnologias para sensores: 6LoWPAN, Lora, SigFox
• Redes Locais Metropolitanas: WIMAX
• Redes de acesso local
• WiFi: 802.11b, a, g, n, ac
• Redes de área pessoal
• Bluetooth, ZIgbee
Metro Ethernet
Multiplexação de serviço
Site de
assinante Site de
assinante
Site de
assinante
Serviços Básicos:
E-Line
E-LAN
E-Tree
Ethernet First Mile (padrão 802.11ab)
Gerenciamento do 
provedor
UNI
Operador de 
Rede
CE
Gerenciamento do 
cliente
Metro Ethernet e Tecnologias de Acesso
Provedor de Serviços
MetroEthernet
Par trançado 
de telefonia
Switch óptico
Switch 
PON
Switch com 
portas 802.3ah
Passive
Splitter
Point-to-point (EoVDSL)
Point-to point (EFM)
Rede Passiva (EPON)
Princípios básicosda
Comunicação de dados 
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
Tecnologia de comunicação
de dados 
Meios físicos cabeados
metálicos
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
Tecnologia de comunicação
De dados 
Generalidades
• Os enlaces em uma rede são sempre compostos por meios 
físicos
• Meios guiados: o sinal possui uma região bem definida de 
propagação: cabos e fibras ópticas
• Meios não guiados: o sinal se propaga livremente: ar ou 
vácuo
• Cabos UTP e STP: pares de fio de cobre trançados com ou 
sem blindagem
• Padrão EIA/TIA 568 e ISO 11801
• Categoria 3: 10 Mbits/s
• Categoria 5: 100 Mbits/s
• Categoria 5E e 6: 1 Gbit/s
• Categoria 6A : 10 Gbits/s
Cabeamento Estruturado
• Definição: é um sistema de cabeamento genérico para 
telecomunicações para edifícios comerciais que suportam um 
ambiente multiproduto e multivendor (EIA-TIA - 568)
• Cabeamento genérico: suporta serviços de dados, voz, imagem 
e automação
• Padronização:
• EIA/TIA 568 - Commercial Building Telecommunications Cabling Standard
• EIA/TIA 569 - Commercial Building Standard for Telecommunications
Pathway and Spaces
• EIA/TIA 570 - Residential and Light Commercial Telecommunications
Wiring Standard
• EIA/TIA 606 - Administration Standard for the Telecommunications
Infrastructure of Commercial Buildings
• ISO/IEC 11801:1995 - Information Technology - General cabling for 
customer premises
Padronização Brasileira
• NBR 14565 - Julho de 2000 - Procedimentos 
Básicos para Elaboração de Projetos de 
Cabeamento de Telecomunicações para Rede 
Interna Estruturada
• “Entende-se por rede interna estruturada aquela 
que é projetada de modo a prover uma infra-
estrutura que permita evolução e flexibilidade para 
serviços de telecomunicações sejam de voz, 
dados, imagens, sonorização, controle de 
iluminação, sensores de fumaça, controle de 
acesso, sistema de segurança, controles 
ambientais e outros.
Meios Físicos
• Cabos Metálicos
• Cabos trançados sem blindagem: UTP
• Cabos blindados: STP, FTP, ScTP
• Cabos Coaxiais
• Fibras Óticas
• Multimodo (62.5 μm / 125 μm)
• Monomodo (9 μm / 125 μm)
• Wireless
Exemplo de um Sistema de 
Cabeamento Estruturado
PABX 
SALA DE
EQUIP. RISER
SALA DE
EQUIP.
RISER
DISTR.
HORIZ.
Fast
Ethernet
ATM
36/38
AS/400 3270
32XX
52XX
Fast Ethernet
ATM
UTP 4 PARES
UTP 4 PARES
UTP 4 PARES
UTP 4 PARES
UTP 4 PARES
UTP 4 PARES
UTP 4 PARES
UTP 4 PARES
Telefonia
Conceitos Básicos de Sistema de
Cabeamento Estruturado 
 Suporte a Diversos Padrões de 
Comunicação através de Meio Físico 
Padronizado.
 Permitir Flexibilidade na Mudança de Layout
através de Interface de Conexão 
Padronizada.
 Possuir Arquitetura Aberta possibilitando a 
Conectividade entre Produtos de Diversos 
Fabricantes.
 Aderência aos Padrões Internacionais.
Subsistemas do Sistema de 
Cabeamento Estruturado 
Cabeamento Horizontal
Sala de Equipamentos
Subsistemas
Área de Trabalho
Armário de Telecomunicações
Backbone Vertical 
Campus Backbone
Administração
Cabo Coaxial 
Thicknet - Yellow Cable
Thinnet - Cabo RG-58
Unshielded Twisted Pair
Shielded Twisted Pair
Meios físicos cabeados
metálicos
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
Tecnologia de comunicação
De dados 
Meios físicos cabeados
ópticos
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
Tecnologia de comunicação
De dados 
O que são fibras ópticas
• É uma estrutura flexível composta de dois cilindros 
concêntricos, feitos de sílica (vidro) e que têm a 
capacidade de guiar um feixe de luz (visível ou 
infravermelha).
• Possuem alta imunidade a ruídos e grande capacidade 
de transmissão (maior que 25 Tb/s).
• Podem ser instaladas de forma aérea ou enterrada, 
desde que protegidas por um cabo adequado.
Frequências de Utilização
• 850 nm sobre fibra multimodo
• 1310 nm sobre fibra monomodo
• Banda-C: 1550nm sobre fibra monomodo
• Banda-L: 1625 nm sobre fibra monomodo
Desenvolvimento da fibra
Frequência e Comprimento de Onda
Os sistemas de comunicação óptica operam na banda do 
espectro eletromagnético com comprimentos de onda entre os 
800 e os 1600 nm, ou seja, na região do infravermelho (não 
visível pelo olho humano).
Bandas para Transmissão Óptica
O ITU (International Telecommunications Union) definiu seis 
bandas passíveis de serem usadas pelos sistemas de 
comunicação sobre fibra óptica. As bandas mais usadas 
pelos sistemas comerciais são as bandas O e C.
Fibras Ópticas 
Estrutura
Fibra Ótica 
multimodo
Constituição de uma Fibra Óptica Multimodo
Fibra Multimodo de Índice Degrau
Fibras Ópticas Multimodo
Fibras Monomodo (SingleMode)
A fibra óptica monomodo é composta por 3 partes:
•O núcleo (Core) que é responsável pela 
transmissão da luz
•O índice de refração entre o núcleo e casca 
(cladding) que mantém a luz no interior da fibra
•A capa externa (coating) para a proteção da fibra
Fibra Monomodo e Conector ST
Propagação na fibra monomodo
A luz é transmitida na fibra ( núcleo) e também no 
cladding, uma vez que o índice de refração entre 
n1 e n2 permite múltiplas reflexões e minimiza a 
perda de luz pela casca (cladding)
Cabo para Uso Indoor
Cabo de Fibra Outdoor
Meios físicos cabeados
ópticos
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
Tecnologia de comunicação
De dados 
TECNOLOGIAS DE COMUNICAÇÃO 
DE DADOS 
Modems e Equipamentos de 
Transmissão de Dados
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
Modems – Modulador e Demodulador
2
Exemplos de Modems
3
Sistema de Transmissão
Transdutor
de Entrada
Transmissor
Canal de
Transmissão
Receptor
Transdutor
de Saída
Fonte Destino
Mensagem de
Entrada
Sinal de
Entrada
Sinal
Transmitido
Sinal
Recebido
Sinal
de Saída
Mensagem
de Saída
Ruído
Interferências
Distorção
4
Tipos de Modems de Banda de voz
Conexão Modulação Bit rate (kbps) Lançamento
Fonte : Wikipedia 5
• Redução de Ruído e de Interferência
– Certas técnicas de modulação possuem a 
propriedade de suprimir tanto ruídos como 
interferências, por exemplo, utilizando 
portadoras em frequências bem maiores que o 
sinal original.
MOTIVOS DA MODULAÇÃO
• Facilidade de Irradiação
– A irradiação eletromagnética necessita de antenas com diâmetros 
de no mínimo 1/10 do comprimento de onda. Ex: um sinal de 100 
Hz necessitaria de uma antena de 300 Km de comprimento 
aproximadamente. Mas se utilizarmos frequências de FM (faixa de 
88 a 108 MHz as antenas tem que ter aproximadamente 1 metro de 
diâmetro.
6
• Designação de Frequência e Multiplexação
– É possível transmitir várias fontes de sinal em um 
mesmo canal através da modulação em frequências 
diferentes, e cada sinal pode ser captado 
separadamente através da designação da frequência 
de recepção.
MOTIVOS DA MODULAÇÃO
7
TIPOS DE MODULAÇÃO
• Modulação Analógica ou modulações passa-faixa: é um processo 
contínuo, onde a portadora varia na proporção direta do sinal 
modulante.
– ASK Amplitude Shift Keying
– FSK Frequency Shift Keying
– PSK Phase Shift Keing
• Modulação Digital ou Codificada por pulsos: é um 
processo discreto onde o sinal modulante é transmitido 
por pulsos em intervalos distintos no tempo.
– PCM Pulse Code Modulation
8
MODULAÇÃO
Sinal Modulante
Portadora
t
Amplitude
t
Portadora 
Modulada t
Portadora 
Modulada 
multinível
t
ASK: Modulação por Amplitude
9
MODULAÇÃO
FSK: Modulação por frequência
Sinal Modulante
Portadora
t
Amplitude
t
Portadora 
Modulada t
10
MODULAÇÃO
PSK: Modulação por fase. 
Sinal Modulante t
Amplitude
1 110 0 1
Portadora 
Modulada
t
Portadora t
Portadora 
Modulada
t
PSK (1 - 0o ; 0 - 180o)
DPSK
(0 - inversão de 180o
1 - a fase permaneça 
igual a anterior )
T
11
MODULAÇÃO QPSK
Codificação em 4 fases
DIBIT Fase da Portadora
“00” 0o
“01” 90o
“10” 180o
“11” 270o
Sinal Modulante t
Amplitude
0 100 1 0
Portadora 
Modulada
t
Portadora t
PSK
1 1
12
MODULAÇÃO
Modulação Multinível: Tipos de Constelações. 
4 Fases (V.26 ter)
Modulação PSK
3 amplitudes,12 Fases (V.22 bis)
Modulação QAM16
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Velocidade de Operação Versus
Velocidade de Sinalização de Linha
T
bps
M T
bps
M
baud
taxa de símbolos Velocidade de 
sinalização de linha
taxa de símbolos
• Taxa de símbolos : Medida em bits por segundo (bps), representa 
a quantidade de níveis 1´s e/ou 0´s que podem ser gerados ou 
recebidos pelo terminal na unidade de tempo definida, no caso 
segundos;
• Velocidade de Sinalização de Linha: Medida em baud, representa 
a taxa com a qual a linha é sinalizada em função dos dados 
transmitidos.
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TRANSMISSÃO BANDA BÁSICA
Modem
analógico
Modem
Digital
• Transmitem os pulsos dos bits na linha sem a utilização de modulação 
de alta frequência
• Precisam resolver o problema de codificação do zero e manutenção do 
sincronismo em sistemas síncronos.
• Os Modems digitais é que irão resolver esse problema através das 
técnicas de codificação: manchester, manchester diferencial, NRZ-L, 
NRZ-I, RZ, etc. 
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CODIFICAÇÃO MANCHESTER
• Criada pela IBM para comunicação entre terminais 3270 e 
controladoras de comunicação. Usada nos padrões IEEE para redes 
locais Ethernet e Token Ring,
• Técnica básica: Bit 1 - transição positiva;
Bit 2 - transição negativa.
• Problema: Nem toda transição significa um bit.
• Solução
 Preâmbulo de 0’s e 1’s alternados criam uma sequência de 
transições válidas para recuperação do relógio.
 As demais transições apenas sincronizam esse relógio, 
ajustando a fase do sinal.
 Só serão válidas as transições com fase menor que 180 graus.
16
0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0
1 1 0 0 0 1 1 0 1 0
T
t
CODIFICAÇÃO MANCHESTER
Exemplo
17
NRZ -L
NRZI
AMI
RZ
B10 -L
1 0 1 1 0 0 1 0
1 - Nível alto
0 - Nível baixo
1 - Muda nível
0 - Mantém nível
1 - Mantém nível
0 - Muda nível
1 - Pulso 1/2 dígito
0 - Ausência de pulso
1 - Borda negativa
0 - Borda positiva
TRANSMISSÃO BANDA BASE
• Outras técnicas de codificação:
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TECNOLOGIAS DE COMUNICAÇÃO 
DE DADOS 
Modems e Equipamentos de 
Transmissão de Dados
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
TECNOLOGIAS DE 
COMUNICAÇÃO DE DADOS 
Erros de Transmissão
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
DEGENERAÇÃO DE SINAL
• Durante a transmissão de dados, podem ocorrer certos efeitos indesejáveis que 
provocam a degeneração do sinal transmitido induzindo a ERROS DE 
TRANSMISSÃO.
• Tais Efeitos podem ser classificados da seguinte maneira:
– Atenuação: perda de intensidade do sinal transmitido.
– Distorção: alteração do sinal devido à resposta imperfeita do 
sistema ao sinal desejado. Diferentemente do ruído e da 
interferência, a distorção desaparece com a ausência do sinal. 
Em princípio, sempre existem maneiras de compensar o sistema 
de modo a reduzir a distorção.
– Interferência: contaminação do sinal por outros sinais estranhos, 
usualmente do mesmo tipo do sinal transmitido.
– Ruído: sinais aleatórios gerados por fontes naturais internas ou 
externas ao sistema. Tais sinais podem mascarar o sinal 
transmitido totalmente e são dificilmente eliminados.
2
TIPOS DE DEGENERAÇÃO DE SINAL
• Podem-se relacionar os seguintes tipos de degeneração 
de sinal:
– ATENUAÇÃO
– DISTORÇÃO DE AMPLITUDE
– DISTORÇÃO DE RETARDO
– TRANSLAÇÃO DE FREQUÊNCIA
– RUÍDO BRANCO
– RUÍDO IMPULSIVO
– ECO
– DISTORÇÃO HARMÔNICA
– DROP-OUT
3
ATENUAÇÃO E DISTORÇÃO DE AMPLITUDE
• Atenuação é a perda de intensidade do sinal de modo homogêneo para todas as 
frequências.
• Distorção de Amplitude é a alteração da intensidade do sinal de modo diferente 
ao longo de uma faixa de frequência.
No caso da rede telefônica, tem-se um par de fios trançados que apresentam 
distorção de amplitude dependendo do seu comprimento e espessura. Tais fios, 
que podem constituir um canal de comunicação, possuem 
4 parâmetros primários:
• R - Resistência de Enlace por Km, considerando ida e volta.
• C - Capacitância por Km, provocada pela proximidade dos fios.
• L - Indutância de Enlace por Km, provocada pelo campo 
magnético entre os fios.
• G - Condutância por Km, provocada por fuga de corrente 
pelos isolantes dos fios.
4
ATENUAÇÃO E DISTORÇÃO DE AMPLITUDE
EQUALIZADORES
Os Equalizadores de Atenuação são malhas de resistores, capacitores e 
indutores que inseridos no circuito geram uma atenuação maior para 
baixas frequências e quase nenhuma atenuação em altas frequências. Ou 
seja, apresentam um comportamento oposto ao da própria linha.
LINHAS CONDICIONADAS OU PUPINIZADAS
Para compensar a distorção de amplitude dos pares de 
fios trançados, Michael Pupin propôs equalizar a resposta 
em frequência inserindo bobinas regularmente espalhadas 
ao longo da linha.
As bobinas compensam a distorção de amplitude numa 
certa faixa de frequência, depois disso provocam uma 
distorção ainda mais acentuada. Esta faixa de frequência 
situa-se entre 300 Hz e 3.400 Hz, ou seja, na faixa de voz. 5
LINHAS CONDICIONADAS OU PUPINIZADAS
Para compensar a distorção de amplitude dos pares de fios trançados, Michael 
Pupin propôs equalizar a resposta em frequência inserindo bobinas 
regularmente espalhadas ao longo da linha.
As bobinas compensam a distorção de amplitude numa certa faixa de frequência, 
depois disso provocam uma distorção ainda mais acentuada. Esta faixa de 
frequência situa-se entre 300 Hz e 3.400 Hz, ou seja, na faixa de voz.
ATENUAÇÃO E DISTORÇÃO DE AMPLITUDE
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TÉCNICAS DE DETECÇÃO DE ERROS
• Existem métodos para verificar os dados e sua integridade
• Tais métodos variam em complexidade oferecendo ao sistema menor ou 
maior confiabilidade. Quanto maior a complexidade, maior a confiabilidade 
(capacidade de detectar erros) e maior o custo
• Dentre tais métodos, destacam-se:
– PARIDADE PAR OU ÍMPAR
– PARIDADE COMBINADA
– POLINOMIAL OU CRC
– HAMMING
– FEC - Forward Error Correction - Algoritmo de Viterbi
7
É o método pela qual se adiciona um bit de paridade, PAR ou ÍMPAR, para 
cada caracter transmitido. No caso de caracteres ASCII, são utilizados 7 
bits para a codificação e 1 bit de paridade.
Se a PARIDADE utilizada for PAR, o total de bits 1s mais o bit de paridade 
devem resultar num número PAR de 1s. Se utilizada a paridade ÍMPAR, 
esse total deve ser ÍMPAR.
Transmissor e receptor devem estar configurados para 
utilizar a mesma paridade. Ao receber um caracter com 
seu bit de paridade o receptor verifica se a paridade está 
sendo respeitada. Se não estiver é porque ocorreu um 
erro em algum bit.
PARIDADE
0 1 1 1 0 1 0
caracter
0
Paridade par
8
Consiste em enviar um conjunto / bloco de caracteres de dados seguido de 
caracteres especiais, denominados BCC (Block Check Character), que são 
constituídos dos bits de paridade de cada caracter de dado.
Ao chegar a mensagem no destino, o receptor obtém o bit de paridade de cada 
caracter recebido gerando os BCCs. Ao final da recepção, os BCCs gerados são 
comparados com aqueles recebidos da linha. Se tais caracteres não coincidirem 
é sinalizada uma situação de erro.
Os BCCs podem ser gerados de duas maneiras:
a) horizontalmente, e tem-se o LRC
(Longitudinal Redundancy Check)
b) verticalmente, e tem-se o VRC
(Vertical Redundancy Check)
MÉTODO DE PARIDADE COMBINADA
9
MÉTODO DE PARIDADE COMBINADA
Exemplo
T e x t o T r a n s m i t i d o
BIT
B l o c o d e M e n s a g e m LRC
1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1
2 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1
3 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0
4 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1
5 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1
6 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1
D
A
D
O
7 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0
VRC 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1
10
Soma Verificadora da Internet
Veja mais detalhes: RFC 1071
11
Este método é bastante eficiente e permite detectar quasetodos os 
tipos de erros. É um dos métodos mais utilizados.
MÉTODO POLINOMIAL OU CRC
Dados a ser
transmitido
Polinômio
Dados
D(x)
Polinômio
Gerador
G(x)
Grau de G(x)
GG(x)
M(x)=D(x)*GG(x) M(x)/G(x)
R(x)
R(x)D(x)
TRANSMISSÃO RECEPÇÃO
R’(x)
DR(x)/G(x)
Se R’(x)=0
não houve erro de transmissão
12
MÉTODO POLINOMIAL 
Polinômios Geradores Padronizados
CÓDIGO
CRC
Polinômio
Gerador G(x)
Aplicações
Detecção de
Erros
CRC-16 x16+x15+x2+1
• Sistemas síncronos
• Caracteres de 8 bits
• 16 erros simultâneos
• 99% com + 16 erros
simultâneos
CRC-12 x12+x11+x8+x+1
• Sistemas síncronos
• Caracteres de 6 bits
• 12 erros simultâneos
CRC-ITU x16+x12+x5+1
• Sistemas síncronos
• Caracteres de 8 bits
• 16 erros simultâneos
• 99% com + 12
erros simultâneos
13
Os métodos de correção de erros podem ser classificados basicamente em:
• ECOPLEXING: 
Os dados transmitidos pelo receptor são comparados com os dados originais.
– Vantagem: simplicidade.
– Desvantagem: erros na retransmissão;
tempo de retransmissão e comparação.
• REAÇÃO POR SOLICITAÇÃO:
O receptor envia um ACK ao transmissor, quando receber os 
dados corretamente, e, em caso contrário, envia um NACK
solicitando a retransmissão dos dados.
– Vantagem: mensagem ACK menor
– Desvantagem: método de detecção de erro
tempo de verificação e transmissão de ACK
MÉTODO DE CORREÇÃO DE ERROS (I)
14
•CORREÇÃO AUTOMÁTICA: O receptor detecta e corrige erros 
nos dados recebidos. Isso é possível a partir de transmissão 
de dados a mais, fruto de processamento.
– Vantagem: inexistência de mensagem entre 
receptor e transmissor.
– Desvantagem: informação adicional 
( em torno de 30%) 
complexidade dos algoritmos
MÉTODO DE CORREÇÃO DE ERROS (II)
15
TECNOLOGIAS DE 
COMUNICAÇÃO DE DADOS 
Erros de Transmissão
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
TECNOLOGIAS DE 
COMUNICAÇÃO DE DADOS 
Redes de Telefonia Digital
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
2
REDES COMUTADAS
• COMUTAÇÃO É A CAPACIDADE DE COMPARTILHAR UM 
MEIO FÍSICO ENTRE VÁRIOS USUÁRIOS, NUMA REDE DE 
COMUNICAÇÃO
3
POR QUE COMUTAÇÃO ?
• SEM COMUTAÇÃO SERIA NECESSÁRIO 
ESTABELECER UM ENLACE ENTRE CADA 
DOIS USUÁRIOS DA REDE
N usuários N
2
= 
N!
2! (N - 2)!
Enlaces
O que é comutado?
• Na rede de telefonia, o objeto da comutação são os circuitos internos 
da central telefônica e os canais entre as centrais (troncos)
• Antigamente esses troncos eram analógicos e precisavam ser 
limitados em banda, por causa da modulação de frequência
• Hoje esses troncos são digitais, mas precisam ser 
limitados em banda por causa da taxa de amostragem
limitada (8000 amostras/s => 4KHz)
• Por isso, os sinais analógicos vindo dos telefones são
sempre filtrados antes de serem amostrados
4
MODULAÇÃO DIGITAL
• Modulação por Código de Pulsos. (PCM)
– Cada amostra da mensagem é codificada em um grupo de pulsos digitais
de amplitudes discretas.
– Separação suficientemente grande entre pulsos permite uma detecção
fácil no receptor.
– A característica de amplitudes discretas permite a 
regeneração de pulsos na transmissão.
– Estas propriedades permitem a quase eliminação dos 
principais efeitos introduzidos nos meios de transmissão: 
a atenuação e o ruído.
5
Estrutura da Rede de Telefonia
6
MODULAÇÃO DIGITAL
• Processo de Modulação e Demodulação PCM.
Amostragem Quantização Compressão Codificação
MODULAÇÃO
Decodificação Expansão Filtragem
DEMODULAÇÃO
Filtragem
7
EXEMPLO PCM 3 BITS
4.1
6.0
3.0 2.2
5.0
1.5
4.4
1.1
5.0
7.0
5.0
100 110 011 010 101 010 100 001 101 111 101
7
6
5
4
3
2
1
0
Sinal Original
Pulsos PAM
Pulsos PCM
Saída PCM 100110011010101010100001101110101
8
Multiplexação TDM
Padrão E1: 32 canais com 8 bits cada em 125ms (total = 2,048 Mbits/s)
9
Hierarquias Digitais em TDM
10
Evolução dos sistemas de transmissão digital
• 1960: CRIAÇÃO DO PCM
• 1965: PRIMEIRA TRANSMISSÃO T1 (1.544 Mbps)
• 24 canais de voz
• 56 Kbps por canal de voz
• 200 bits por frame de sinalização
• 1968: PADRÃO EUROPEU E1 (2.048 Mbps)
• 30 canais de voz
• 64 Kbps por canal de voz
• 2 canais de sinalização
• PADRÃO EUROPEU DE MULTIPLEXAÇÃO
• 4 E1 FORMA UM CANAL E2 (8 Mbps)
• 4 E2 FORMA UM CANAL E3 (34 Mbps)
• 4 E3 FORMA UM CANAL E4 (140 Mbps)
• 4 E4 FORMA UM CANAL E5 (565 Mbps)
11
TRANSMISSÃO E1 E T1
• BASEADAS EM COMUTAÇÃO ANALÓGICA
• SINCRONIZAÇÃO É PLESIOSÍNCRONA
• PDH: PLESIOCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY
bit ou byte de
enquadramento
24 ou 30 canais
de voz
12
MULTIPLEXAÇÃO SÍNCRONA
• PROBLEMAS COM O PDH
• Montagem do quadro composto (Add/Drop)
• Medição de desempenho, re-roteamento, gerência 
de elementos remotos são muito difíceis.
• NOVO PADRÃO DESENVOLVIDO EM 1980 (EUA)
• Opera com redes totalmente sincronizadas
• Unifica hierarquias europeias e norte-americanas
• Inclui inteligência nos multiplexadores
• Torna gerenciáveis redes heterogêneas
• É compatível com os padrões PDH anteriores
13
TECNOLOGIAS DE 
COMUNICAÇÃO DE DADOS 
Redes de Telefonia Digital
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
TECNOLOGIA DE 
COMUNICAÇÃO DE DADOS 
Multiplexação Síncrona
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
Hierarquia do PDH
2
SDH - SONET
• SDH: SYNCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY
• SONET: SYNCHRONOUS OPTICAL NETWORK
• PADRÕES DEFINIDOS PELA ANSI
• ADOTADOS PELO CCITT (G.707, G.708. G.709)
• PERMITE TRANSMISSÃO ACIMA DA TAXA DS-3 
(44.736 Mbps)
• UTILIZADO EM SISTEMAS DE ATÉ 2,5 Gbits/s
• APROVEITA ALTA CAPACIDADE DE TRANSMISSÃO 
DAS FIBRAS ÓPTICAS
3
Porque SDH?
• Altas taxas de Transmissão
• Função de adicionar/retirar (add & drop) simplificada
• Alta disponibilidade e compatível com diferentes 
necessidades
• Confiabilidade
• Capacidade de Evolução
• Interconexão de Equipamentos de 
Diferentes Fornecedores
4
FORMATO DO QUADRO SDH STM-1
FRAMING
POINTERS . . .
9 BYTES 261 BYTES DE INFORMAÇÃO
270 BYTES
0 US
125 US
155,520 Mbps = (270x9x8)bits/quadro x 8000 quadros/s
Formato do Módulo de Transporte Síncrono STM-1
5
Hierarquia SDH
As taxas marcadas com * são pouco usadas
6
Mapeamento de Sinais PDH em SDH
7
Comutação de Proteção Automática 
(APS)
• Proteção Linear
• Anéis Unidirecionais
• Anéis Bidirecionais
8
Proteção Linear
9
Anel Unidirecional
10
Anel Bidirecional
11
ATM: Transmissão de Células sobre SDH
12
IP Sobre SDH
13
TECNOLOGIA DE 
COMUNICAÇÃO DE DADOS 
Multiplexação Síncrona
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
TECNOLOGIA DE 
COMUNICAÇÃO DE DADOS 
DWDM
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
O que é DWDM
Sistemas DWDM usam dispositivos ópticos para 
combinar a saída de diversos transmissores ópticos 
(multiplexação de comprimento de onda).
2
Multiplexação em DWDM
Múltiplos canais em uma única fibra
• Cada canal transmite em um diferente comprimento de onda que pode
ser separado no receptor
• 40 x 2.5 Gbps = 2 fibras
3
TDM x DWDM
• TDM (SONET/SDH)
• Sinal é convertido 
• E/O e enviado na 
fibra
TDM (SONET/SDH)
Sinal é convertido 
O/E/O e enviado 
na fibra em 
diversos canais
4
Multiplexação Óptica
• É a característica mais importante a ser definida quando do 
planejamento de um sistema WDM. De acordo com as 
necessidades da aplicação, identifica-se o qual tipo de 
sistema WDM a ser implantado definindo-se o espaçamento 
entre os canais ópticos, limitando assim a sua 
capacidade. Este espaçamento, que pode variar 
de 200 GHz a 12,5 GHz, é padronizado pelas 
normas G.694.1 (DWDM) e G.694.2 (CWDM) do 
ITU-T.
5
CWDM x DWDM
6
Geração de Sinais Ópticos
• Sinais ópticos são produzidos por diodos 
emissores de luz.
• A luz emitida por um diodo se caracteriza por sua 
composição espectral.
• Os diodos emissores de luz comuns (LEDs) 
produzem luz com grande largura de banda e, por 
esse motivo, são usados somente em sistemas de 
baixo custo com fibra multimodo.
• Quando se deseja um sinal de frequência mais 
pura deve ser usado um diodo laser (LD).
• Os LD são uma fonte de luz coerente, mas nem 
todos os LDs são iguais.• Para ser útil a fonte de luz precisa ser modulada 
pela informação
7
Laser Fabry-Perot
• É um tipo comum de diodo laser, de custo relativamente 
baixo.
• Sua largura espectral limita seu uso em aplicações de alto 
desempenho
O laser FP é conceitualmente um 
LED com uma cavidade ressonante
formada por dois espelhos.
O LED injeta luz na cavidade e
somente a luz que ressoa com a 
cavidade consegue sair. 
8
Limitações dos Diodos FP
• A maior largura espectral implica em dispersão cromática;
• O salto de modo induz ruído que limita a taxa de modulação.
• A largura espectral (5 a 8 nm) é muito larga para sistemas 
DWDM
A solução é acrescentar uma
grade de Bragg na cavidade
laser de um diodo FP de índice
guiado. Isto dá origem a um diodo DFB
(feedback distribuído)
9
Comportamento do laser DFB
• O espectro mais estreito é bom
para aplicações DWDM.
• A largura de linha é muito 
estreita (50 kHz)
• O nível de chirp é menor que
o do FP
• O nível de ruído relativo (RIN) é
baixo
10
Estrutura de um diodo DFB
Fonte: Toptica Photonics
11
http://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=laser+DFB&source=images&cd=&cad=rja&docid=m6QHKsOt5oG4oM&tbnid=C06PTqkPFNQ42M:&ved=0CAUQjRw&url=http://spie.org/x27589.xml&ei=aZ9gUaTyJIia9gTx6oHQCg&bvm=bv.44770516,d.dmQ&psig=AFQjCNEDOdAmu8R7XghGqpCggXFXj6dg_A&ust=1365373069209475
Amplificadores Ópticos
• Com taxas de gigabits por segundo, o alcance 
típico de uma rede óptica é de ordem de 200 Km.
• Isso implica no uso de amplificadores para redes 
de longa distância.
• Existem amplificadores puramente ópticos, que 
não exigem a recuperação do sinal elétrico em 
pontos intermediários da rede.
• Tecnologias principais: Erbium Dopped Fiber
Amplifier (EDFA) , Raman Amplifier (RA) e 
Semiconductor Optical Amplifier (SOA)
12
Tipos de Amplificadores
• Amplificadores de potência: são usados antes 
do sinal entrar na fibra de longa distância. Se 
caracterizam por alto ganho
• Amplificadores de linha: são usados ao longo da 
fibra óptica para regeneração do sinal
• Pré-amplificadores: aumentam o nível de sinal 
na entrada de um receptor óptico. Se 
caracterizam por uma baixa figura de ruído.
• Podem também ser usados dentro de 
equipamentos para compensar perdas.
13
EDFA
• Apesar do nome, não apenas o érbio pode ser usado como dopante.
• Existem amplificadores com praseodímio, neodímio, itérbio e tulio, cada um tem 
características específicas.
• Amplifica uma região de 35nm na faixa de 1550nm.
• O amplificador é formado por um cordão de fibra monomodo
dopada com érbio. O comprimento deste cordão é de algumas 
dezenas de metros.
• O érbio deve ser excitado a um estado de alta energia por um sinal 
de bombeamento.
14
Topologia DWDM
• Elementos DWDM : Multiplexadores & Demultiplexadores
• DWDM Multiplex combina múltiplos canais 
em uma única fibra
• DWDM Demux – separa cada canal na saída
15
OADM – Multiplexador óptico insere-retira 
• • Multiplexador Óptico adicionar-retirar (add-drop)
• • Módulos de OADM permitem Add-Drop de canais específicos em 
um sistema DWDM
• • Requer um bom gerenciamento do canal
• • Necessitam de várias partes de peças e estoques
16
ROADM – OADM Reconfigurável
• Simplicidade operacional
• • Configurável remotamente
• • Provisionado por comprimento 
de onda
• • Cabeamento simples
• • Implantação mais rápida
• • Sem reengenharia
• Quando a capacidade é
ultrapassada
• • Aumento da confiabilidade
17
O que é um ROADM
• ROADM é um elemento ótico capaz de retirar ou 
inserir quaisquer comprimentos de ondas
• Um ROADM é tipicamente composto por 2 
linhas de interfaces e 2 interfaces Add/Drop
18
TECNOLOGIA DE 
COMUNICAÇÃO DE DADOS 
DWDM
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
TECNOLOGIA DE COMUNICAÇÃO 
DE DADOS 
Redes ópticas passivas
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
Redes PON
• PON: Passive Optical Network
• Uma rede óptica do tipo ponto-multiponto
• Uso crescente em redes de acesso
• Combina as vantagens da fibra óptica: 
alta capacidade de transmissão e imunidade a 
ruídos elétricos, com um custo menor que o das 
redes ponto-a-ponto
• Utiliza divisores ópticos passivos, isto é, 
sem alimentação elétrica.
2
Rede Óptica Passiva
Sentido: downstream
operação broadcast
Voz ou dados para 1 usuário
Vídeo para todos os usuários
3
Padronização
• Existem vários padrões de PON atualmente, mutuamente 
incompatíveis
• Taxas usuais: 1 e 10 Gbits/s
• ITU-T: União Internacional das Telecomunicações. 
Representa provedores de serviço
• IEEE: Instituto de Engenheiros Eletrônicos 
e Eletrotécnicos. Representa fabricantes 
de equipamentos.
• SCTE: Society of Cable Telecommunications
Engineers. Padroniza sinais HFC sobre PON
(Radio Frequency over Glass – RFoG)
4
Evolução no ITU-T
• 1995: Full Service Access Network (FSAN) começou trabalhos sobre 
FTTH – Fiber to the Home.
• Padrão G.983: APON – uma rede PON baseada na tecnologia ATM
• Evolução do G.983: BPON – Broadband PON
• Taxas típicas: 622 Mbits/s no downstream e 
155 Mbits/s no upstream
• Padrão G.984: GPON – abandona o ATM e permite 
taxas maiores.
• Taxas típicas: 2,488 Gbits/s no downstream e 
1,244 no upstream. Outras taxas são possíveis.
• G.987: 10 Gbits/s downstream e 2,5 upstream
5
Implementação GPON
• Das tecnologias propostas para PON pelo ITU-T, é provável 
que GPON seja a mais implementada.
• Verizon instalou 800.000 linhas até 2008. Provedores: 
British Telecom, Mobily, Etisalat e AT&T.
• Há muita disputa no mercado entre GPON e 
GEPON (ou EPON) (e muita confusão também)
6
IEEE
• Padrão 802.3 ah: 2004
• Taxas simétricas de 1 Gbit/s
• Nome popular: EPON ou GEPON
• Redes de dados ou de serviços integrados
• O documento foi incorporado no padrão 802.3:2012
• Padrão 802.3av:
• Taxas de 10 e 1 Gbit/s em diferentes comprimentos 
de onda
• Existem mais de 40 milhões de portas EPON 
instaladas em todo o mundo
• DOCSIS Provisioning of EPON (DPoE)
7
Características Gerais
• Embora existam diferenças entre os padrões, algumas 
características são comuns a todos os sistemas
• Uso de uma única fibra (non-zero dispersion-shifted fiber, 
G.652). 
• Downstream em 1490 nm e upstream em 1310 nm
• 1550 nm usado para serviços de overlay 
(vídeo analógico)
• O orçamento óptico mais comum é 28 dB, o que 
corresponde a 20 Km com divisão 1:32.
• Uso de FEC é comum, mas não obrigatório 
(2 ou 3 dB extras de perda)
8
Elementos de rede
OLT
ONT
ONT
ONU
splitter
OLT: optical line terminal
ONU: optical network unit
ONT: single-tenant ONU
9
Exemplo de Rede
10
Alocação de Banda
• O grande problema das PON é a alocação justa 
de banda no sentido upstream
• A responsabilidade de alocação é do OLT.
• As ONU podem estar a diferentes distâncias 
da OLT
• DBA: dynamic bandwidth allocation
• Em GPON há duas formas de DBA: 
status-reporting (SR) e non-status 
reporting (NSR)
• Em EPON é usado um mecanismos 
semelhante ao SR.
11
Non-status reporting
• O OLT aloca uma pequena parcela de banda extra para cada ONU.
• Se a ONU não tem tráfego a enviar ela envia quadros vazios (idle frames) 
durante esta alocação extra.
• Se a OLT verifica que a ONU não está enviando 
quadros vazios, ela aumenta a alocação de banda 
para aquela ONU.
• Se muitos quadros vazios são observados, 
a alocação de banda é reduzida.
• Vantagem: o processo é transparente para a ONU
• Desvantagem: como tratar várias ONU 
que pedem mais banda?
12
Status Reporting
• O OLT pergunta à ONU quanto tráfego ela tem a enviar.
• O tráfego é dividido em containers (T-CONT), cada qual com 
sua prioridade e classe de tráfego.
• A alocação de tráfego é feita com base no 
backlog de tráfego e no contrato de serviço 
para cada classe de T-CONT na rede.
• No caso de EPON é usada uma mensagem 
chamada MPCP GATE para perguntar à ONU 
sobre o tráfego pendente.
13
TECNOLOGIA DE COMUNICAÇÃO 
DE DADOS 
Redes ópticas passivas
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
TECNOLOGIA DE 
COMUNICAÇÃO DE DADOSPROJETO DE RÁDIO-ENLACES
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
Projeto de Rádio Enlace
• O projeto básico de um rádio-enlace ponto-a-ponto 
consiste:
• Definir a frequência de operação de um sistema
• Determinar a taxa de transmissão e a banda 
necessária para o sistema
• Escolher as antenas que serão utilizadas para 
transmissão e recepção
• Determinar a potência recebida e a sensibilidade 
do receptor
• Estimar a taxa de erros em função das 
interferências previstas.
Espectro Eletromagnético
103 106 109 1012 1015 1018 f, Hz
AM FM Microondas Visível
Faixa TV Infravermelho UV
cidadão
Raios x
e 
Alocação do Espectro de Rádio
Aplicação Frequência
Rádio AM 535 - 1635 kHz
Telefone sem fio analógico 44 - 49 MHz
Televisão 54 - 88 MHz
Rádio FM 88 - 108 MHz
Televisão 174 - 216 MHz
Televisão 470 - 806 MHz
Alocação do Espectro de Rádio (2)
Aplicação Frequência
Dados sem fio 700 MHz
Modem de RF sem fio 800 MHz
Celular 806 - 890 MHz
Telefone sem fio digital 900 MHz
Comunicações Pessoais 900 - 929 MHz
Paging nacional 929 - 932 MHz
Alocação do Espectro de Rádio (3)
Aplicação Frequência
Uplink de satélite para voz 1610 - 1626,5 MHz
Comunicações Pessoais 1850 - 1990 MHz
Downlink de satélite para
voz
2483,5 - 2500 MHz
Satélite de TV - gde. antena 4 - 6 GHz
Satélite de TV - peq. antena 11,7 - 12,7 GHz
TV por assinatura sem fio 28 - 29 GHz
POTÊNCIA EM QUADRIPOLOS
Quadripolo
Ativo ou Passivo
Entrada Saída
i1
i1
i2
i2
v1 v2
P v ii = 1 1.
Ganho e atenuação Vantagens do uso de decibéis
a) A atenuação de quadripolos em
série pode ser somada
b) Mais fácil de exprimir grandes
relações de potência
c) O ouvido humano é logarítmico
𝑮𝒒 = 𝟏𝟎𝒍𝒐𝒈
𝑨𝒒 = −𝑮 (𝒅𝑩)
𝑷𝟐 = 𝒗𝟐. 𝒊𝟐
dBm
1pW
10pW
100pW
1nW
10nW
100nW
W
W
100W
1mW
10mW
100mW
1W
10W
100W +50
+40
+30
+20
+10
0
- 10
- 20
- 30
- 40
- 50
- 60
- 70
- 80
- 90
É a indicação da potência em relação
à potência referência de 1 mW
Cuidado: níveis de potência em dBm não
podem ser somados ou subtraídos
dBm é potência
dB é relação entre potências
P dBm
G = 10 log Pq (dBm)
Pq expresso em mW
Antenas
• Podem ser definidas como um condutor ou conjunto de 
condutores que captam energia do espaço livre ou 
transmitem energia para o espaço livre.
• Em geral a mesma antena é usada para 
transmissão e recepção.
• O modo como uma antena irradia energia para 
o espaço é chamado diagrama de irradiação.
• Uma antena que irradia igualmente em todas 
as direções é chamada isotrópica.
Diagramas de Irradiação
1 1
Antena isotrópica Antena diretiva
0,5
0,5
Largura de
feixe
Tipos de antenas
143 /f (Mhz) metros
Bipolo de meia onda (1-4 Ghz)
Tipos de Antenas
Tipos de Antenas
Faixa de 5 GHz
Exemplo de Largura de feixe
Diâmetro (m) Largura de feixe (graus)
0,5 3,5
0,75 2,33
1 1,75
1,5 1,116
2 0,875
5 0,35
Antena parabólica, frequência de 12 GHz.
Ganho de Antena
• É uma medida da diretividade da antena. Quanto mais o feixe de uma 
antena é dirigido em uma certa direção, maior é o seu ganho.
• O ganho da antena em uma certa direção é definido como a relação 
entre a potência enviada naquela direção e a potência da antena 
isotrópica em qualquer direção.
• O ganho da antena é medido em dBi.
• Um ganho de 3dBi significa duas vezes mais 
potência que a antena isotrópica.
Área Efetiva
• É uma outra forma de medir o ganho de um antena.
Lembre-se que o comprimento de onda é igual à velocidade da
luz, dividida pela frequência.
Exemplos de Ganho e Área Efetiva
Tipo Área Efetiva (m2) Ganho 
Isotrópíca 1
Bipolo
infinitesimal
1,5
Bipolo meia onda 1,64
Chifre, area A 0,81A
Parabola, area A 0,56 A
Turnstile 1,15
Sistema de Comunicação Via Rádio
Transmissor
Desvanecimento
Multicaminho ReceptorTransmissor
Receptor
+
Canal de rádio
Ruído
Multipath
Fading
Modelo do canal de rádio
BER = 
Bit Error Rate
Capacidade de Canal
• É a taxa com que dados podem ser transmitidos sobre um 
dado caminho de comunicação, ou canal, sob dadas 
condições.
Capacidade de Canal (2)
• Taxa de dados: é a taxa em bps com que se pode fazer a 
comunicação de dados;
• Banda Passante: é a banda passante do sinal transmitido 
(Hz) restringida pelo transmissor ou pela natureza do meio 
de transmissão;






+=
N
S
WC 1log. 2
Capacidade de Canal (3)
Capacidade Máxima do Canal
Princípio de Shannon
W = 3100 Hz; S/N = 1000:1 = 30 dB  C = 30.894 bps
Perda do Trajeto
𝑃𝑟 = 𝑃𝑡.
𝜆
4𝜋𝑑
𝑛
. 𝑔𝑡 . 𝑔𝑟
Pr: potência recebida
Pt: potência transmitida
: comprimento de onda da portadora
d: distância entre o transmissor e o receptor
n: coeficiente de perda do trajeto
n = 2: espaço livre
2 < n  6: obstruções
Cálculo da Potência Recebida
Para f em MHz e d em Km, a potência recebida pode ser escrita como:
𝑃𝑟 𝑑𝐵 = 𝑃𝑡 𝑑𝐵 + 32,44 − 20𝑙𝑜𝑔𝐹 − 20𝑙𝑜𝑔𝑑 + 𝐺𝑇 + 𝐺𝑅
Para f em Hz e d em metros, a potência recebida pode ser escrita como:
𝑃𝑟 𝑑𝐵 = 𝑃𝑡 𝑑𝐵 + 147,55 − 20𝑙𝑜𝑔𝐹 − 20𝑙𝑜𝑔𝑑 + 𝐺𝑇 + 𝐺𝑅
Converter potência em miliWatts para potência em dBm: 𝑷𝒅𝑩𝒎 = 𝟏𝟎𝒍𝒐𝒈𝑷𝒎𝑾
Converter potência em dBm para mW: 𝑃𝑚𝑊 = 10
𝑃𝑑𝐵𝑚
10
Possíveis interferências para Enlaces 
Diretos
• Ruído Térmico
• Chuva, nevoeiro, neve e outros fenômenos meteorológicos
• Interferência de fontes externas (outros transmissores)
• Ruído impulsivo (raios, partida de motores, etc.)
• Interferência co-canal
TECNOLOGIA DE 
COMUNICAÇÃO DE DADOS 
PROJETO DE RÁDIO-ENLACES
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
TECNOLOGIA DE 
COMUNICAÇÃO DE DADOS 
TECNOLOGIAS DE 
COMUNICAÇÃO VIA SATÉLITE
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
Transmissão Via Satélite
Fonte: Marco A. Protzek
Estudo sobre os Sistemas de Comunicação via 
Satélites Geoestacionários.
REDES DE SATÉLITE
TECNOLOGIAS
• TECNOLOGIA SCPC (SINGLE CARRIER PER CHANNEL)
• RECOMENDADA PARA COMUNICAÇÕES DE MAIOR VELOCIDADE 
( A PARTIR DE 64 KBPS)
• INDEPENDENTE DE PROTOCOLO DE ACESSO. O HUB DE SATÉLITE 
RECEBE E MODULA A SAÍDA DO MULTIPLEXADOR
• PERMITE INTEGRAÇÃO DE VOZ COM OU SEM COMPRESSÃO
• DEPENDE DE ANTENAS GRANDES (4 A 6 METROS)
• ALTO CUSTO DE INSTALAÇÃO
• AS LIGAÇÕES SÃO PONTO-A-PONTO
SERVIÇOS DE SATÉLITE
TECNOLOGIAS
• TECNOLOGIA VSAT (VERY SMALL APERTURE TERMINAL)
• UTILIZA O CANAL DE SATÉLITE COM PROTOCOLO DO TIPO 
ALOHA PURO OU COMBINADO A ALGUM TIPO DE 
PRÉ-ALOCAÇÃO DE ACESSO
• PERMITE A UTILIZAÇÃO DE ANTENAS MENORES. QUANTO 
MENOR A BANDA UTILIZADA, MENOR A ANTENA
• 19200 ---> 1,2 METROS
• T1 ---> 4 METROS
• PERMITE INTEGRAÇÃO DE VOZ COM COMPRESSÃO 
(8 OU 4 KBPS) MAS O CUSTO É ELEVADO
• É ECONÔMICO PARA DISTÂNCIAS SUPERIORES A 800 Km, 
E PARA GRANDE NÚMERO DE PONTOS DE ACESSO
• O TAMANHO DA ANTENA TAMBÉM DEPENDE DOS LOCAIS 
DE INSTALAÇÃO
ESTAÇÃO REMOTA PARA DADOS E VOZ
PABX
MULTIPLEXADOR
TRANSCEPTOR
LIGAÇÃO PONTO-A-PONTO
• USO DEDICADO
acesso exclusivo ao canal
alta velocidade e disponibilidade
os equipamentos são instalados 
nas dependências do usuário
alto custo de instalação
LIGAÇÃO PONTO-A-PONTO
• USO COMPARTILHADO
REDE
COMUTADA
As instalações de satélite 
são compartilhadas, 
reduzindo custos
LIGAÇÃO PONTO-MULTIPONTO
• USO DEDICADO
O canal é dividido entre
múltiplas estações
O custo das estações 
secundárias é pequeno
A velocidade de 
transmissão é limitada
master
• USO COMPARTILHADO
LIGAÇÃO PONTO-MULTIPONTO
REDE
COMUTADA
PRESTADORA
DE SERVIÇO
Nessa forma de instalação
o usuário não precisa 
adquirir a master
O uso compartilhado implica
em menor velocidade
master
Compartilhamento de Canal
• O canal de satélite deve ser compartilhado por algum tipo de protocolo de 
acesso.
• Utiliza-se um esquema do tipo “slotted-aloha” ou similar. 
• Trata-se de um protocolo de contenção (= disputa) onde a capacidade de 
transmissão é dividida em “slots”, cada um com capacidade de conter 
exatamenteum pacote;
• A estação que quer transmitir espera o início de um slot e envia 
o seu pacote. Se a estação receber um reconhecimento, é porque 
a mensagem chegou ao destino.
• Se o reconhecimento não for recebido, a estação se programa 
para tentar novamente, após um número aleatório de slots.
• Existem muitos vídeos na Web que simulam o 
funcionamento do protocolo.
SATÉLITE BAIXA ALTITUDE
• São satélites que operam em altitudes inferiores a 2000 Km, 
geralmente entre 300 e 1400 Km.
• Nessa altitude o satélite se move mais rapidamente que a rotação da 
Terra. Eles dão uma volta à Terra em cerca de 90 minutos.
• São necessários vários satélites para cobertura continuada 
de uma dada área.
• Em 2014, o Google anunciou um investimento de 
US$ 1 bilhão, para constituir uma rede de satélites 
própria, de baixa altitude, com 180 satélites.
• O sistema consta atualmente de 16 satélites 
controlados pela O3b, operam em uma altitude de 
8000 km e cobrem 40 países.
Comparação de Satélites
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: 
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b4/C
omparison_satellite_navigation_orbits.svg
https://upload.wikimedia.org/
Alocação de Frequências
Fonte: Marco A. Protzek
Estudo sobre os Sistemas
de Comunicação via Satélites
Geoestacionários.
TECNOLOGIA DE 
COMUNICAÇÃO DE DADOS 
TECNOLOGIAS DE 
COMUNICAÇÃO VIA SATÉLITE
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
TECNOLOGIA DE 
COMUNICAÇÃO DE DADOS 
TECNOLOGIA WI-FI
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
Redes Wireless e Móveis
Informações Gerais:
• Número de telefones sem fio (móveis) excede
atualmente o número de assinantes de telefones!
• Redes de computadores: laptops, palmtops, PDAs, 
telefones com habilidades para Internet prometem
uma acesso generalizado à Internet em qualquer
lugar e momento
• Dois importantes, mas diferentes desafios
• Comunicação sobre enlaces sem fio
• Tratamento de usuários móveis que mudam seu ponto
de ligação com a rede
Elementos de uma rede sem-fio
infraestrutura
de rede
estação base
• tipicamente se conecta
à rede cabeada
• relay – responsável por
enviar pacotes entre a 
rede cabeada e os hosts 
wireless na sua “área”
– ex., torres de celular
– pontos de acesso
802.11 
Fonte: Kurose & Ross, Redes de Computadores e a Internet
Elementos de uma rede sem fio
modo Ad hoc 
• não há estações
base
• nós podem
transmitir somente
para outros nós
dentro do alcance
do enlace
• nós se organizam
numa rede: roteiam
entre eles próprios
Fonte: Kurose & Ross, Redes de Computadores e a Internet
Origens e Evolução
• O projeto 802.11 é um conjunto de padrões para redes 
locais sem fio (WLAN). A última revisão do padrão é de 
2007 (obtenha uma cópia através do programa “get ieee”)
• Wi-Fi é um termo usado pela Wi-Fi Alliance (www.wi-fi.org), 
um consórcio formado para certificar produtos 
baseados nos padrões do IEEE. No entanto, nem 
todas as funcionalidades opcionais do padrão são 
certificadas e, algumas vezes, produtos são 
certificados antes do padrão ser aprovado.
• O padrão está evoluindo através de “amendments” 
que introduzem novas tecnologias e facilidades 
ao padrão original.
http://www.wi-fi.org/
Origens e Evolução
Wireless networking standards 
802.11
Protocol
Release
Freq.
(GHz)
Thru.
(Mbit/s)
Data
(Mbit/s)
Mod.
rin.
(m)
rout.
(m)
– 1997 2.4 00.9 2 ~20 ~100
a 1999 5 23 54 OFDM ~35 ~120
b 1999 2.4 4.3 11 DSSS ~38 ~140
g 2003 2.4 19 54 OFDM ~38 ~140
n 2009 2.4, 5 74 248 ~70 ~250
y 2008 3.7 23 054 ~50 ~5000
http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11_(legacy_mode)
http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11a-1999
http://en.wikipedia.org/wiki/Orthogonal_frequency-division_multiplexing
http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11b-1999
http://en.wikipedia.org/wiki/Direct-sequence_spread_spectrum
http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11g-2003
http://en.wikipedia.org/wiki/Orthogonal_frequency-division_multiplexing
http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11n
http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11y
Canais de Transmissão
• São usadas duas faixas de frequência: 2,4 GHz (banda ISM 
em vários países) e 4,9 a 5,7 Ghz com muitas variações 
entre os países.
• Essas faixas dividem-se em canais com espaçamento de 
5 MHz. Uma vez que cada banda 802.11 exige 
uma separação de 25 MHz existe “overlapping” 
entre os canais, o que implica num projeto mais 
cuidadoso de reuso de frequência.
Canalização em 2.4 GHz
canal
freqüência
(MHz)
U.S. e
Canada
Europa
Japão Australia Venezuela Israel
1 2412 Yes Yes Yes Yes Yes No
2 2417 Yes Yes Yes Yes Yes No
3 2422 Yes Yes Yes Yes Yes Yes
4 2427 Yes Yes Yes Yes Yes Yes
5 2432 Yes Yes Yes Yes Yes Yes
6 2437 Yes Yes Yes Yes Yes Yes
7 2442 Yes Yes Yes Yes Yes Yes
8 2447 Yes Yes Yes Yes Yes Yes
9 2452 Yes Yes Yes Yes Yes Yes
10 2457 Yes Yes Yes Yes Yes No
11 2462 Yes Yes Yes Yes Yes No
12 2467 No Yes Yes Yes Yes No
13 2472 No Yes Yes Yes Yes No
14 2484 No No .11b only No No No
Para a canalização na faixa de 5 GHz veja: http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_WLAN_channels
http://en.wikipedia.org/wiki/.11b
CANALIZAÇÃO
CH 6
CH 11
CH 6
CH 11
CH 6
CH 11
CH 1
O padrão 802.11 permite a montagem
de uma rede em células com canais
diferentes usados em células vizinhas
A troca de mensagens entre células
é feita com um servidor de célula,
chamado Access Point (AP)
O padrão também implementa um
roaming automático para usuários
móveis
Componentes 802.11
Tipos de Rede: IBSS
IBSS: Independente Basic Service Set (tipo de rede pouco usada)
Componentes 802.11
Rede BSS sem comunicação externa
STA: estação wireless
AP: access point
DS: distribution system: usado para interligar BSS e LANs
formando um ESS
ESS: Extended service set
Componentes 802.11
Rede ESS com comunicação externa
3.42 distribution system service (DSS): The set of services provided by the distribution system (DS) that
enable the medium access control (MAC) to transport MAC service data units (MSDUs) between stations
(STAs) that are not in direct communication with each other over a single instance of the wireless medium
(WM). These services include transport of MSDUs between the access points (APs) of basic service sets
(BSSs) within an extended service set (ESS), transport of MSDUs between portals and BSSs within an ESS,
and transport of MSDUs between STAs in the same BSS in cases where the MSDU has a multicast or
broadcast destination address or where the destination is an individual address and the STA is associated
with an AP. DSSs are provided between pairs of IEEE 802.11 MACs.
ESS: a rede sem-fio estendida
• O BSS e o DS permitem criar redes sem-fio de tamanho e 
complexidade arbitrários
• ESS é a união de BSS’s conectados pelo DS. O ESS não 
inclui o DS
• As estações numa rede ESS aparecem na camada 
LLC como as estações de uma IBSS, isso é, todas 
as estações de um ESS podem se comunicar entre 
si apenas com o conhecimento dos respectivos 
endereços MAC e estações móveis podem se mover 
de um BSS para outro de forma transparente ao LLC
• Os vários BSS podem ser disjuntos, parcialmente 
sobrepostos ou ocuparem o mesmo espaço
Redes sem fio com QoS
• Alguns BSS oferecem serviços com QoS às estações. É o antigo padrão 
802.11e. Esses BSS são chamados QoS BSS.
• As estações também devem implementar os mecanismos de QoS (QoS
STA), mas uma estação desse tipo pode ser associar a um BSS comum.
• Primeiro mecanismo: enhanced distributed channel access (EDCA)
• Despacha o tráfego com base na prioridade do usuário
• Atua em:
• Tempo de espera para transmitir
• Duração da janela de contenção durante backoff• Tempo que a estação pode transmitir depois de obter o canal
• Segundo mecanismo: hybrid coordination function
(HCF) controlled channel access (HCCA)
• Atua com reservas de oportunidades de transmissão
IEEE 802.11 Protocolo MAC: CSMA/CA
transmissor 802.11
1 se o canal é percebido quieto (idle) por
DIFS então transmite o quadro
inteiro(sem CD)
2 se o canal é percebido ocupado então
inicia um tempo de backoff aleatório
temporizador conta para baixo enquanto
o canal está quieto
transmite quando temporizador expira
Se não vem ACK, aumenta o intervalo de 
backoff aleatório, repete 2
receptor 802.11 
- se o quadro é recebido OK
retorna ACK depois de SIFS (ACK é 
necessário devido ao problema do 
terminal oculto) 
transmissor receptor
DIFS
dados
SIFS
ACK
Fonte: Kurose & Ross, Redes 
de Computadores
e a Internet
TECNOLOGIA DE 
COMUNICAÇÃO DE DADOS 
TECNOLOGIA WI-FI
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
TECNOLOGIA DE 
COMUNICAÇÃO DE DADOS 
REDES DE SENSORES
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi
WSN: Wireless Sensor Networks
• Sensores: equipamentos de pequeno porte que são capazes de 
medir, codificar alguma grandeza física (temperatura, pressão, 
passagem de veículos, etc.)
• Pode haver também “atuadores”: equipamentos de pequeno 
porte que efetuam alguma ação ao receberem um comando.
• Em muitas aplicações sensores a atuadores são móveis.
• Sensores são elementos autônomos: sua operação não 
depende da rede. Em alguns casos podem armazenar dados 
para posterior transmissão.
• Em geral a transmissão ocorre em pequenas distâncias e 
baixas taxas de transmissão.
• Os dados gerados pelos sensores são coletados em 
algum ponto central.
Rede de Sensores
(fonte: Wikipedia)
Componentes de Sensores
• Entende-se sensor como um 
sistema completo neste contexto:
• Antena (externa ou interna) ou Óptica
• Circuitos de RF (transmissor / 
receptor)
• Codificador e Modulador
• Processador Digital
• Memória
• Interfaces analógicas 
(sensor no sentido estrito)
Características de WSNs
• Limitações de consumo de energia (energia disponível x vida 
de baterias)
• Capacidade de operar com falhas significativas de nós
• Mobilidade dos nós e consequente alterações de topologia
• Escalabilidade (poucos nós a milhares de nós)
• Cobertura variável em função da quantidade de nós
• Roteamento multi-hop
• Capacidade de trabalho em áreas externas
• Facilidade de uso e instalação
• Abordagem de comunicação “cross-layer”
Programação de Sensores
• Sensores comercialmente disponíveis, ou de pesquisa, operam com um sistema 
operacional simplificado.
• Todavia não são sistemas de programação fixa (“embedded systems”) pois um 
mesmo equipamento pode ser usado em diferentes aplicações.
• Não possuem elementos de armazenagem permanente (discos), nem memória 
virtual ou capacidade de multiprocessamento. Podem possuir uma interface 
secundária (USB, RS-232) usada principalmente para testes.
• TinyOS:
• Talvez o primeiro OS desenhado especificamente para sensores
• Trabalha com programação orientada a eventos
• Eventos recebidos (pacotes, medições) são sinalizados para programas 
de tratamento
• LiteOS: interface Linux e programação em C
• Contiki: programação em C com 6LoWPAN
Controle de Acesso ao Meio
802.15.4 e ZigBee
• O padrão 802.15.4 foi criado para equipamentos de pequeno 
porte nas faixas de 868MHz, 915MHz e 2,45GHz
• Taxas de dados: 20, 40 e 250KHz
• ZigBee é um nome comercial para 802.15.4 (ZigBee Alliance)
• Duas topologias: estrela e peer-to-peer
• Nas configurações em estrela, as transmissões 
são sempre feitas através de um nó central 
(PAN Coordinator).
• No modo peer-to-peer as estações podem se 
comunicar diretamente, mas ainda devem 
se associar ao nó coordenador.
Configuração em estrela
• A transmissão pode ser sincronizada ou não-sincronizada
• Modo sincronizado:
• O PAN coordinator envia periodicamente mensagens beacon em
broadcast para fins de sincronização e de gerenciamento
• A sincronização é usada para acesso ao canal em slots.
• O equipamento espera um tempo aleatório (random backoff) antes de 
ouvir o canal
• Se não há atividade no canal, o equipamento espera o 
próximo slot e ouve o canal novamente até
detectar silencia em dois slots consecutivos 
(depois do tempo de espera inicial)
• Se atividade é detectada o procedimento de backoff é 
repetido, caso contrário o canal pode ser usado
• Modo não-sincronizado
• A estação pode acessar o meio imediatamente quando 
não é detectada atividade durante o tempo de backoff inicial.
802.15-1 Bluetooth
• Bluetooth é um padrão de baixa taxa de transmissão, baixo custo e uso 
amplo, para comunicações sem fio de curta distância.
• Três classes de operação (100 metros, 10 metros 1 metro)
• Opera na faixa de 2,4 GHz mas evita interferências com Wi-Fi
Comparação de Tecnologias
Técnicas de Modulação
TECNOLOGIA DE 
COMUNICAÇÃO DE DADOS 
REDES DE SENSORES
Prof. Dr. Wagner Luiz Zucchi