1.FTEL-AT1-Introdução a Fun. de Telecomunicações

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Instituto Superior de Gestão, Ciências e Tecnologias 
Fundamentos de 
Telecomunicações 
FTEL 
Licenciatura em Engenharia Informática de 
Telecomunicações - EIT 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
Quem sou?  Nome(s) e Apelidos. 
 
Expectativas ?  O que desejo / quero. 
 
Experiências na área / disciplina?  O que 
posso compartilhar, socializar. 
Apresentação: 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
A presença dos 
sistemas de 
comunicação em 
varias áreas da 
vida moderna. 
Explicação dos 
princípios de 
funcionamento dos 
sistemas de 
comunicação analógicos 
e digitais. 
Como compreender as técnicas e o princípio de 
funcionamento dos sistemas de comunicação 
(Telecomunicações)? 
Realidade 
Problema de estudo 
Necessidade 
Apresentação: 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
O objectivo da disciplina é: 
 Proporcionar, para os discentes, o primeiro contacto com as 
telecomunicações, e para outros, a revisão de conceitos 
importantes para o desenrolar do curso. 
1. Caracterizar os diferentes meios de transmissão e 
seus modos de funcionamento; 
2. Analisar a frequência de sinais e sistemas 
contínuos através da Transformada de Fourier; 
3. Compreender as técnicas de modulação com 
portadora contínua aplicada em sistemas de 
transmissão analógica e em sistemas de 
transmissão digital; 
4. Compreender os fundamentos da conversão 
analógico-digital de sinais; 
5. Fornecer os principais dos instrumentos 
electrónicos de medição e desenvolver a 
capacidade da validação e interpretação dos 
resultados obtidos. 
Apresentação: Ojectivos da disciplina 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
Estrutura didáctica 
Comunicação 
analógica 
Comunicação 
digital 
Conceitos principais: Informação, 
Mensagem e Sinal 
Introdução aos instrumentos de medida 
Princípio de funcionamento de um 
Sistema de Telecomunicações 
Principais limitações dum sistema de 
telecomunicações 
Teoria do Sinal 
Teoria de Informação 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
Sistema de comunicação – Estrutura e 
Função 
Análise de sistemas e sinais (T. Sinal) 
Fundamentos de Telecomunicações 
Estrutura didáctica 
Comunicação 
analógica 
Comunicação 
digital 
Técnicas de Multiplexagem e 
espalhamento espectral 
Unidades logarítmicas 
Princípios de transmissão digital 
Conversão analógico-digital 
Teoria do Sinal 
Teoria de Informação 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
Modulação e desmodulação de sinais 
analógicos 
Amostragem de Sinais Contínuos 
Fundamentos de Telecomunicações 
Estrutura didáctica 
Comunicação 
analógica 
Comunicação 
digital 
Meios físicos de transmissão 
Teoria do Sinal 
Teoria de Informação 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
Fundamentos de Telecomunicações 
• Responsabilidade, 
• Honestidade, 
• Simplicidade, 
• Solidariedade, 
• Profissionalidade. 
Sistema de valores 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
Um sistema de 
valores consiste em princípios 
éticos e morais que orientam as 
decisões tomadas por 
indivíduos. 
Carlson, F.G. 1998. 
Sistemas de 
comunicación. 
México: McGraw – 
Hill. 
Stremler, Bruce A. 1997. 
Introducción a los Sistemas 
de comunicación. México: 
Addison Wesley longman. 
Lathi, b.P. 1998. Moderm 
Digital and analog 
comunications Systems. 
NY: Oxford University 
Press. 
Bibliografía 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
Bibliografía 
(McGraw-Hill series in 
electrical engineering) 
COUCH, W. LEON, II 
Sistemas de comunicación 
digitales y analógicos. Séptima 
edición 
PEARSON EDUCACIÓN, 
México, 2008 
Tradução: José 
Carlos Barbosa 
Msc. Engº Luís Rego & Engº 
Inocêncio Zunguze 
Metodologia de ensino e aprendizagem 
Etapa teórica  Introdução de conceitos e 
modelos descritivos essenciais para compreender o 
funcionamento dos sistemas de comunicação. 
 
Etapa prática  situações práticas, participativas, 
colaborativas para a socialização do aprendido, 
assim como práticas laboratoriais e visitas de 
estudo. 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
Plano temático 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
Sumário 
Comunicação 
analógica 
Comunicação 
digital 
Conceitos principais: Informação, 
Mensagem e Sinal 
Introdução aos instrumentos de medida 
Princípio de funcionamento de um 
Sistema de Telecomunicações 
Principais limitações dum sistema de 
telecomunicações 
Teoria do Sinal 
Teoria de Informação 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
Sistema de comunicação – Estrutura e 
Função 
Análise de sistemas e sinais (T. Sinal) 
Fundamentos de Telecomunicações 
Motivação: 
… “Attention, the universe! 
by kingdoms, right wheel! … 
(Morse, S. 1838) 
… “Atenção, ao universo! 
por reinos, roda correctamente! “ 
 A comunicação eléctrica 
Nascimento duma nova era na comunicação…. 
Samuel Finley Breese Morse 1791-1872 
Inocêncio Zunguze 
Fundamentos de Telecomunicações 
Msc. Engº Luís Rego & Engº 
Inocêncio Zunguze 
O que é necessário para compreender o Sistema e 
ou rede Comunicação e/ou telecomunicações ? 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
Fundamentos de Telecomunicações 
Princípios e 
técnicas para a transmissão 
A partir duma 
abordagem 
sistemática 
Modelos e 
ferramentas 
matemáticas 
Raciocínio 
físico 
Critérios de 
engenharia 
Fundamentos de Telecomunicações 
Na sua opinião: 
Como entender a Comunicação? 
Transmissão 
Recepção 
Informação 
Analógica 
Digital 
Continua 
Discreta 
- Voz humana 
- Imagem de vídeo 
- Música 
-Números codificados em 
binário 
- Códigos alfa-numéricos 
- Símbolos gráficos 
- informação de BD 
-Códigos operacionais de µP 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
Objecto de Estudo 
Fundamentos de Telecomunicações 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
Fundamentos de Telecomunicações 
Como entender o Sistema de Comunicação? 
Ponto 1 
Espaço 
Tempo 
Espaço 
Ponto 2 
Transmissão ou transferência de 
Informação 
Homem, 
Máquina 
Homem, 
Máquina 
Tempo 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
Fundamentos de Telecomunicações 
Ponto 1 
Espaço 
Tempo 
Espaço 
Ponto 2 
Homem, 
Máquina 
Homem, 
Máquina 
Tempo 
Sinais variavéis no 
tempo, mas as mudanças 
deven acontecer de forma 
imprevisível 
Necessidade 
Banda contendo a 
frequência do sinal 
(Largura de banda) 
Requerimentos 
Estrutura e função de um Sistema de 
Comunicações? 
Transferência de Informação 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
Fundamentos de Telecomunicações 
Informação? 
Quantidade mensurável . 
Tem muitos 
significados 
Semântica 
Filosófico 
Técnico 
. 
. 
. 
Descreve e Compara 
Os sistemas de comunicação 
(telecomunicações) em 
termos de sua capacidade de 
informação. 
Incerteza da mensagem  
incerteza do usuario respeito ao 
conteúdo da mensagem 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Comunicacão? 
O processo pelo qual a informação é transferida de 
um ponto no espaço e no tempo, chamado fonte, 
para outro, destinatário ou usuário. 
Sistema de Comunicação? 
Conjunto de mecanismos que permitam a 
transmissão de informações entre origem e destino. 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Sistema de Comunicação 
Transmissor Receptor Destino Canal de 
comunicação 
Estrutura e função de um Sistema de Comunicações 
Fonte da 
informação 
Fonte da 
informação 
Sinal de mensagem Uma função de valor único do 
tempo (variável independente) 
Unidimensional 
Discurso, Música e 
dados de PC 
Bidimensional Imagem 
Tridimensional Dado de vídeo 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Sinal (estímulo) 
Evento que serve para 
começar uma acção, 
ou pelo menos é 
capaz de inicia-la. 
Sistema de Comunicação 
X(t)Y(t) 
Sinal 
(resposta) 
Um sinal  é uma função de uma ou mais variáveis 
(tempo, espaço, etc.) que veicula informações sobre a 
natureza dum fenómeno físico. 
Matematicamente 
Um sinal é um fenómeno, que 
acontecendo em qualquer ambiente, 
pode ser descrito quantitativamente. 
Sinal de voz obtido com 
um microfone - a 
pressão acústica é 
convertida num sinal 
eléctrico. 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Os sinais, em comunicações eléctricas, são 
magnitudes (Corrente ou tensão) variáveis no tempo 
(V, I). 
x(t)  Sinal no domínio do tempo, t – variável independente. 
Pode ser caracterizada em termos 
dum sinal que transporta informação. 
300 - 3 400 Hz  Banda adequada 
para a comunicação telefónica 
comercial. 
15 kHz  Banda adequada para a transmissão de música 
Norma NTSC 
B = 6 MHz (Video 4MHz, Son ± 25 kHz), 525 linhas / quadro 
(Resolução 2:1). 
Sistema de Comunicação 
Transmissor Receptor Destino Canal de 
comunicação 
Fonte da 
informação 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
Fundamentos de Telecomunicações 
Sinal de 
mensagem 
Pode ser caracterizada em termos 
dum sinal que transporta informação. 
Sistema de Comunicação 
Transmissor Receptor Destino Canal de 
comunicação 
Fonte da 
informação 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
Fundamentos de Telecomunicações 
Sinal de 
mensagem 
Dados de computador  larguras de banda variáveis, em 
dependencia da aplicação. 
(email, transferencia de texto, 
transmissão de audio e video, etc.) 
Formato da mensagem  Transformação da informação da fonte 
em bits 
Fonte da 
informação 
Discurso; 
Música; 
Imagem 
Dado do Computador 
Sinal de voz 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Fonte da 
informação 
Discurso; 
Música; 
Imagem 
Dado do Computador 
Sinal de video composto 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Estática  Fax Dinámica  TV 
Informação espacial (pontos), 
temporal (variação ao longo do 
tempo) e da cor 
Para à transmissão digital gera-se 
débitos variáveis. 
TV Dig  165,8 Mbps, 
HDTV  1036,8 Mbps, 
Videoconf  37,3 Mbps, 
Videotelef  4,67 Mps 
Fonte da 
informação 
Discurso; 
Música; 
Imagem 
Dado do Computador 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Largura de banda  
Variável em dependência da 
aplicação 
(email, transferência de texto, transmissão de audio e 
vídeo, etc.) 
Pode ser caracterizada em termos 
dum sinal que transporta informação. 
Sistema de Comunicação 
Transmissor Receptor Destino Canal de 
comunicação 
Fonte da 
informação 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
Fundamentos de Telecomunicações 
Sinal de 
mensagem 
Mensagem  Sequência de caracteres 
Sistema de Comunicação 
Transmissor Receptor Destino Canal de 
comunicação 
Fonte da 
informação 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
Fundamentos de Telecomunicações 
Sinal de 
mensagem 
Informação  Inteligência ou significado que vai-se transmitir 
( entidade intangível) 
 
Mensagem  Materialização da informação (quantidade 
mensurável: a mensagem é o suporte da informação.) 
 
Sinal  Magnitude eléctrica que resulta da transformação duma 
magnitude não eléctrica portadora de informação numa 
magnitude eléctrica variável no tempo. 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Estrutura e função de um Sistema de Comunicações 
Fonte da 
informação Transmissor Receptor Destino 
Canal de 
comunicação 
Converter o sinal da mensagem em 
forma apropriada para a transmissão 
sobre o canal. 
Sinal transmitido  Modificação 
do sinal da mensagem, utilizando 
técnicas de processamento. 
Transmissor 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Estrutura e função de um Sistema de Comunicações 
Fonte da 
informação Transmissor Receptor Destino 
Canal de 
comunicação 
Permite a propagação do 
sinal. O qual é 
distorsionado pelas 
imperfecções, mais o ruido 
e as interferências. 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Estrutura e função de um Sistema de Comunicações 
Fonte da 
informação Transmissor Receptor Destino 
Canal de 
comunicação 
Interligação elétrica entre o 
transmissor e o receptor (Meio de 
Transmissão) 
Pedra angular da comunicação . 
Propagação guiada: 
Canais telefónicos; 
Cabos Coaxiais; 
Fibra óptica 
Propagação livre: 
Canais de difusão sem fios; 
Canais rádio-móveis; 
Canais satelitais 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Estrutura e função de um Sistema de Comunicações 
Fonte da 
informação Transmissor Receptor Destino 
Canal de 
comunicação 
Reconstrui o sinal à forma reconhecível da 
mensagem. 
Extrai o sinal do meio de transmissão. 
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Estrutura e função de um Sistema de Comunicações 
Receptor Destino 
Sinal 
recebido 
Estimativa do sinal da 
mensagem 
Fonte da 
informação Transmissor 
Canal de 
comunicação 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Estrutura e função de um Sistema de Comunicações 
Fonte da 
informação 
Sistema de Comunicação 
Transmissor Receptor Destino Canal de 
comunicação 
T r a n s m i s s ã o d a i n f o r m a ç ã o 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Estrutura e função de um Sistema de Comunicações 
Fonte da 
informação 
Sistema de Comunicação 
Transmissor Receptor Destino Canal de 
comunicação 
Transdutores 
“Actualmente, para comunicação a grandes distâncias, o sistema de 
comunicação mais eficiente é através de sinais elétricos”. 
Transmissor Canal de 
comunicação 
Receptor Transdutores 
Podemos obter os sinais elétricos a partir das diferentes formas de 
informação mediante o uso de transdutores. 
Transdutores 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Efeitos indesejáveis que ocorrem durante a transmissão 
do sinal eléctrico? 
Atenuação Diminuição progressiva (redução) de 
potência com a distância 
Distorção Alteração do sinal devido à resposta 
do sistema imperfeito. 
Interferência Poluição por sinais externos 
Ruído Sinais aleatórias e imprevisíveis (internos e 
externos do sistema). 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Factores de envolvimento no desempenho do sistema 
de comunicação 
Largura 
de banda 
[B] 
Velocidade com que as porções da 
portadora da informação podem 
variar. 
Potência 
Meio de 
transmissão 
Canal 
EnergIa. 
[Bmin]  Largura de banda mínimo 
[N]  Potência 
media de ruido 
[S]  Potência media 
do sinal transmitido. 
[S/N]  Relação sinal a 
ruido. 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Meio de 
transmissão 
Canal 
C = B log2
(1 + S/N) [bps]  capacidade dum 
canal de comunicação. 
Factores de envolvimento no desempenho do sistema 
de comunicação 
Largura 
de banda 
[B] 
Velocidade com que as porções da 
portadora da informação podem 
variar. 
Potência Energía. 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Limitações na construção de sistemas de 
comunicação 
A nível de 
projecto 
Limitações 
Tecnológicas 
Disponibilidade 
Hardware Software 
Factores 
Económicos 
Regulamentos e 
Normas 
Limitações 
Físicas 
LARGURA 
DE BANDA 
RUĺDO 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Limitações físicas na construção de um sistema de 
Comunicação 
A grosso modo, é a diferença entre frequência máxima e o 
mínima de um sinal. 
A largura de banda de um CANALé o intervalo de frequências 
que este pode utilizar com uma fidelidade razoável. 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Limitações físicas na construção de um sistema de 
Comunicação 
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Fundamentos de Telecomunicações 
De um modo geral: 
Se um canal com largura de banda B, pode transmitir no máximo 
N pulsos por segundo. 
Para transmitir KN pulsos por segundo precisaremos de um 
canal com uma disponibilidade de largura de banda de KB 
O número de pulsos que um canal pode transmitir é 
directamente proporcional a sua largura de banda!! 
bits/s )/1(log* 2 NSBC T 
Capacidade de Shannon 
Limitações físicas na construção de um sistema de 
Comunicação 
Ruído é um sinal indesejável que se insere na algum 
ponto entre o transmissor e o receptor, e que tem um 
efeito directo nas prestações dum sistema de 
comunicação. 
S 
N 
“Os RUÍDOS são sinais aleatórios e imprevisíveis 
produzidos por processos naturais internos ou 
externos ao sistema de comunicação” 
De forma grosseira, 
ruído é todo sinal que 
não contêm 
informação útil para o 
utilizador. 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Limitações físicas na construção de um sistema de 
Comunicação 
S 
N 
É a relação entre a potência média dum sinal “S”, e a 
potência do nível de ruído “N” geralmente 
expressada em dB. 
 
RAZÃO DO SINAL A RUÍDO 
)/log()( NSSNR dB 10
Ruído é um sinal indesejável que se insere na algum ponto 
entre o transmissor e o receptor, e que tem um efeito directo 
nas prestações dum sistema de comunicação. 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Limitações físicas na construção de um sistema de 
Comunicação 
 
Térmico ou Branco; 
 
Intermodulacão; 
 
Diafonía (Crosstalk); 
 
Impulsivo. 
Tipos de Ruído 
S 
N 
Ruído é um sinal indesejável que se insere na algum ponto 
entre o transmissor e o receptor, e que tem um efeito directo 
nas prestações dum sistema de comunicação. 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Limitações físicas na construção de um sistema de 
Comunicação 
TPC 
Produzido pelo movimento aleatório dos electrões num condutor devido 
ao calor. Ao aumentar a To se incrementa o movimento dos electrões e 
produz um fluxo de corrente. 
Chamado Ruído Branco porque tem 
componentes de frequências aleatórias em 
toda a largura do espectro de frequências, cuja 
amplitude varia continuamente 
RUIDO TÉRMICO 
Frequência 
A 
O Ruído Branco não se pode eliminar 
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Fundamentos de Telecomunicações 
Limitações físicas na construção de um sistema de 
Comunicação 
RUIDO TÉRMICO 
A potência do ruído produzido por una fonte de ruído térmico se calcula 
em função de sua To e da largura de banda útil, segundo Johnson (1928). 
 N = potência do ruído, em W. 
N0 = densidade espectral de ruído, en W/Hz J. 
k = constante de Boltzmann, 1.38×10–23, em J/K. 
 T = temperatura absoluta, em K (oC + 273). 
B = largura de banda da potência de ruído, em Hz. 
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Limitações físicas na construção de um sistema de 
Comunicação 
Frequência 
A 
O Ruído Branco não se pode eliminar 
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Estrutura e função de um Sistema de Comunicações 
Fonte da 
informação Transmissor Receptor Destino Canal de 
comunicação 
Sinal da mensagem 
Sinal transmitido 
Sinal Propagado 
Sinal recebido 
Sinal estimativa da 
mensagem 
Comunicação 
analógica 
Comunicação 
digital 
Técnicas de Multiplexagem e 
espalhamento espectral 
Unidades logarítmicas 
Princípios de transmissão digital 
Conversão analógico-digital 
Teoria do Sinal 
Teoria de Informação 
Msc. Engº Luís Rego & Engº Inocêncio Zunguze 
Modulação e desmodulação de sinais 
analógicos 
Amostragem de Sinais Contínuos 
Fundamentos de Telecomunicações 
Sumário