Fundamentos de Sistemas de Comunicação

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FUNDAMENTOS DE SISTEMAS 
DE COMUNICAÇÕES 
AULA 6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Mauro José Kummer 
 
 
2 
CONVERSA INICIAL 
Esta aula está dividida em cinco partes. Primeiramente, veremos os 
sistemas FDM, ou multiplexação por divisão no tempo, compreendendo sua 
estrutura e aplicações de uso. Depois, conheceremos os sistemas TDM, ou 
multiplexação por divisão no tempo, sistemas sucessores aos FDM, que estão 
em atual desenvolvimento e possuem muitas aplicações. A seguir, trataremos 
da comparação entre os dois sistemas. Depois, o sistema PCM24, a modulação 
por código de pulso, suas estruturas, aplicações e possibilidades. Por fim, 
abordaremos o sistema PCM 30, que segue o modelo europeu, cujas aplicações 
são a base da atual estrutura tecnológica de comunicações digitais no Brasil. 
TEMA 1 – MULTIPLEXAÇÃO FDM 
1.1 Multiplexação por divisão de frequência 
No começo das transmissões de rádio, eram poucas as emissoras 
transmitindo. Com a possibilidade de exploração comercial, surgiram diversas 
empresas dispostas a explorar o novo mercado, tendo sido necessário 
estabelecer espaços para que cada emissora ocupasse no espectro de 
frequências. Da mesma forma, o tamanho do canal de transmissão a ser 
disposnibilizado para cada nova rádio carecia de regulamentação. Fatores 
comerciais mostraram que usar a multiplexação poderia ser vantajoso: 
Figura 1 – Análise econômica do uso da multiplexação 
 
A partir de determinado número de canais a serem transmitidos, é 
vantajoso utilizar um único meio de transmissão. 
A modulação em frequência permite o uso mais intensivo de faixas de 
sinais. Com o tempo foi preciso determinar no espectro de frequências, que é 
 
 
3 
bastante amplo, regiões específicas. A técnica de multiplexar vários sinais em 
frequências é um aprimoramento da técnica de modulação de sinais. Na 
multiplexação por divisão em frequências FDM (Frequency-Division 
Multiplexing), os diversos canais aparecem no espectro: 
Figura 2 – Multiplexação por divisão em frequências 
 
 Os canais, representados por um triângulo, são escalonados em 
frequências distintas de forma que não haja interferência entre si. O canal 1 é 
separado do canal 2, o canal 2 é separado do canal 3, e assim sucessivamente. 
Figura 3 – Vários sinais modulados por portadoras diferentes e multiplexados 
 
 As separações entre os canais são feitas por filtros, de forma a eliminar 
quaisquer componetes fora da faixa do canal transmitido. Para cada canal a ser 
 
 
4 
transmitido, é preciso de uma portadora responsável pela modulação em 
frequência do sinal. A figura mostra o funcionamento: 
Figura 4 – Sistema FDM com fonte de portadoras 
 
 A figura mostra um único sentido de transmissão. Para a comunicação 
bidirecional, é preciso duplicar o circuito. O mesmo mecanismo de transmissão 
para fazer a multiplexação pode ser repetido, por exemplo, 12 canais de voz 
podem ser multiplexados. A isso se dá o nome de grupo. Cinco grupos podem 
ser multiplexados de forma a formar um supergrupo, ou seja, com duas 
multiplexações, teria-se 60 canais de voz. Da mesma forma, cinco supergrupos 
podem ser multiplexados formando um grupo mestre, com 300 canais de voz, 
e três grupos mestre formam um super grupo mestre com 900 canais. 
Figura 5 – Multiplexação em frequência para canais de voz analógicos 
 
 
 
5 
 Uma vez que os canais são multiplexados, é preciso reverter o processo 
para recuperar a informação original, por meio de equipamentos chamados 
demultiplexadores. 
1.2 Demultiplexadores 
A partir do sinal multiplexado, é possível separar as diversas estruturas 
gradualmente ou acessar especificamente um único canal. O processo se baseia 
na seletividade em frequências de filtros. 
Figura 6 – Transmissor FDM 
 
 Para o processo de demultiplexão gradual, os filtros podem ser mais 
simples, e, no caso específico de um canal, é preciso de um filtro seletivo (para 
cada canal) de corte abrupto, o que encarece o equipamento e aumenta 
significativamente os custos de sua construção, assim como da estabilidade 
requerida, pois os filtros precisam ser muito estáveis. 
 
 
 
6 
Figura 7 – Receptor FDM 
 
 Além da multiplexação de canais de voz, outros tipos de canais podem 
ser multiplexados: AM, FM, televisão, dados, telefonia móvel. 
Figura 8 – Canal de televisão analógica 
 
Figura 9 – Vários canais de televisão transmitidos por um único cabo coaxial 
 
 
 
 
7 
1.3 Multiplexação por divisão de frequência ortogonal – OFDM 
Nesta variante do sistema FDM ocorre uma melhora na interferência entre 
canais adjacentes. Sua aplicação melhora o aproveitamento do espectro porque 
é possível a ocupação de dois canais na mesma frequência. 
Na análise de resposta de canais se presume que a resposta é plana, mas 
em termos práticos isto nem sempre acontece. Nas transmissões em redes WiFi 
com largura de aproximadamente 20 MHz, a resposta não é constante: 
Figura 10 – Canal WiFi mostrando resposta não plana do canal 
 
 A resposta não é plana, mas a análise em trechos menores, como se 
fatiando a resposta, permite pensar em trechos aproximadamente planos. A 
partir desta possibilidade pode-se pensar em trabalhar com sucessivas 
portadoras, chamadas sub-portadoras: 
Figura 11 – Conjunto de portadoras síncronas não moduladas 
 
 Para o caso das portadoras moduladas, a resposta passa para: 
Figura 12 – Portadoras moduladas 
 
 
 
8 
 O diagrama em blocos é apresentado a seguir para um sistema WiFi 
operando em OFDM: 
Figura 13 – Processo de modulação OFDM 
 
 Considerando um fluxo de dados de entrada e dados modulados em 
amplitude de quadratura QAM – Quadrature Amplitude Modulation, modulação 
em quadratura de amplitude –, os sinais são separados por um demodulador e 
após são modulados para cada portadora individual. Depois, são combinados 
novamente: 
Figura 14 – Transmissor e de um receptor OFDM 
 
 
 
9 
 O funcionamento dos circuitos depende de uma série de algoritmos do 
tipo FFT1 e IFFT2 e de processadores para realizar as seguintes atividades: 
 Conversor analógico-digital; 
 Conversor série-paralelo; 
 Algoritmo FFT 
 Conversor paralelo-serial; 
 Demodulador QAM; 
 Decofidicador e corretor de erro direto. 
O sistema OFDM é um modulador multicamadas. Cada camada segue 
um projeto para atingir a performance a ser obtida para o resultado desejado. A 
modulação OFDM é utilizada em transmissões de redes de área local LAN3 sem 
fio e atende aos requisitos dos protocolos IEEE4 802.11 a, g e n. 
TEMA 2 – MULTIPLEXAÇÃO TDM 
2.1 Multiplexação por divisão do tempo 
O dual dos sistemas FDM é chamado sistema TDM5, ou multiplexação por 
divisão do tempo. No sistema FDM, o espectro de frequências era aproveitado 
para a transmissão de vários canais separados por ondas portadoras distintas. 
No sistema TDM, o tempo é dividido, ou seja, a cada intervalo de tempo um sinal 
é transmitido, o que é possivel devido a técnicas da amostragem e quantização. 
Figura 15 – Sistema TDM 
 
 
1 FFT = Fast Fourier Transform – transformada rápida de Fourier 
2 IFFT = Inverse Fast Fourier Transform – transformada inversa rápida de Fourier 
3 LAN = Local Area Network 
4 IEEE = Institute of Electrical and Electronics Engineers – órgão responsável pela padronização 
para sistemas de comunicações. 
5 TDM = Time Division Multiplex 
 
 
10 
 É possivel observar que o sistema TDM pode trabalhar com vários tipos 
de moduladores de pulsos. Um ponto importante no funcionamento do sistema 
é a necessidade de um relógio (clock) para sincronizar o par comutador/ 
decomutador – uma vez que os sistemas são baseados no tempo, deve haver 
este sincronismo. Além do sincronismo, é preciso que haja alinhamento de 
quadro, caso contrário, poderia haver erros de comunicação, como na 
transmissão do canal 1, a recepção poderia ser do canal2. A ideia de quadro é 
apresentada a seguir: 
Figura 16 – Transmissão TDM mostrando um quadro 
 
 O quadro (frame) é o conjunto de todos os canais transmitidos a cada 
amostragem. O canal 1 amostrado no tempo, a seguir o canal 2 amostrado, mas 
separado por um intervalo de tempo, o canal 3 amostrado separado pelo mesmo 
intervalo de tempo, e assim sucessivamente. Foram padronizados períodos para 
os quadros: sistemas de 24 quadros e sistemas de 32 quadros. Como a 
frequência máxima de cada canal é de 4 kHz, e a frequência de amostragem é 
de 8kHz, o inverso da frequência de amostragem é 125 microssegundos, que é 
a duração de cada quadro. Sistemas TDM são propícios à transmissão de sinais 
digitais, como nas comunicações entre computadores. 
Figura 17 – Transmissão de dados entre computadores usando TDM 
 
 
 
11 
Com a ideia do quadro estabelecida, o intervalo de cada canal de 
comunicação dependerá da quantidade de canais transmitidos. Cada intervalo 
de tempo destinado a um canal é chamado de time slot: 
Figura 18 – Quadro com os slots de tempo 
 
 Observa-se na figura o aparecimento de um flag (do inglês, bandeira, 
sinalização). Este flag é responsável pela sincronização do quadro entre o 
transmissor e o receptor. 
Os sistemas síncronos apresentam desvantagem, pois quando um canal 
não está transmitindo informação, fica ocioso. Uma solução para esta questão 
são os sistemas assíncronos. 
2.2 Sistemas TDM assíncronos 
Os multiplexadores assíncronos também são conhecidos como 
multiplexadores estatísticos. Neles, a primeira coisa a ser transmitida é o 
endereço do canal transmissor e, somente depois, é transmitida a informação. 
As portas sem informação são chamadas de temporariamente inativas, portanto, 
não ocupam espaço no quadro. São formados pacotes de dados e, a cada 
pacote, é adicionado um cabeçalho de dados: 
Figura 19 – TDM assíncrono com pacotes de dados e cabeçalhos 
 
 
 
12 
 Como o multiplexador estatístico aproveita os espaços de tempo vagos 
nos quadros, na medida em que baixa a necessidade de diferentes canais de 
informação, a velocidade de cada canal aumenta; e, na medida em que mais 
canais de informação acessam o multiplex, a velocidade de transmissão de cada 
canal diminui. Para melhorar o desempenho do sistema, muitas vezes é 
adicionado um buffer – memória adicionada ao ATDM –, que reterá as 
informações se o canal estiver saturado (baixa velocidade), de maneira que, em 
momentos de menor utilização do canal, o buffer esvazia. Mesmo com o uso do 
buffer podem ocorrer situações em que esta característica dos sistemas não 
funciona. Isso pode facilmente ser visualizado em transmissões de televisão ao 
vivo, como num jogo de futebol, quando parece que o sistema pula algumas 
cenas (lances do jogo) – este é o estouro do buffer. 
TEMA 3 – COMPARAÇÃO ENTRE FDM E TDM 
O FDM é a técnica de multiplexação que está há mais tempo em uso. Seu 
uso em sistemas analógicos é simples. Cada canal transmitido tem largura da 
banda limitada, o que implica em maior uso do espectro. Obrigatoriamente, exige 
separação de frequências para o funcioamentos dos filtros, o que se traduz em 
perdas. Cada canal de informação tem seu filtro, e, à medida que a frequência 
aumenta, são exigidos filtros mais agudos (abruptos) nos cortes. 
O sistema TDM é apropriado para sinais discretos no tempo (sinais 
digitais). Os canais são medidos em bits/segundo, e a soma dos diversos canais 
corresponde à capacidade do meio (taxa máxima aceita), necessitando do uso 
de protocolos de comunicação. A sua implementação é fácil e pode ser feita por 
hardware ou software. 
Figura 20 – Comparação entre sistemas FDM e TDM 
 
 
 
13 
 As taxas de transmissão nos sistemas síncronos são menores que nos 
sistemas assíncronos devido a dificuldades em manter o sincronismo único. 
Figura 21 – Tabela comparativa entre as taxas de transmissão dos sistemas SDH 
e PDH 
 
TEMA 4 – SISTEMA PCM30 
4.1 Quantização e codificação 
Sinais contínuos, embora limitados em amplitude, possuem infinitos 
valores. Apesar disso, níveis discretos são aceitos razoavelmente, ou seja, uma 
aproximação não será um problema, pois nossos sentidos não conseguem 
perceber variações mínimas. De fato, ao tomarmos um conjunto de níveis de 
amplitude discretos com separações suficientemente pequenas, o sinal 
amostrado pode ser aproximado de forma indistinguível do sinal original m(t). 
Pode-se definir a quantização como a transformação da amostra m(nTs) 
do sinal m(t) em algum tempo t=nT na amplitude discretizada denotada por 
v(nTs) e no domínio do conjunto de valores finitos existentes. O sistema é LIT, 
sem memória, e, portanto, a quantização não depende de valores anteriores ou 
posteriores ao da amostra. Em função destas suposições, adota-se a notação 
simplificada “m” ao invés de m(nTs): 
Figura 22 – Notação simplificada adotada para o quantizador sem memória 
 
 
 
14 
 Assume-se que a amplitude do sinal amostrado está dentro dos limites 
definidos por: 
𝜘𝑘: {𝑚𝑘a quantidade de degraus do quantizador, pode-se dar o valor delta: 
Δ = 
2𝑚𝑚𝑎𝑥
𝐿
 
Então, o tamanho de cada degrau vale delta. Supondo um quantizador 
uniforme, o erro estará limitado a valores entre −Δ/2 ≤ 𝑞 ≤ Δ/2. Um valor para 
L muito grande implica que delta é pequeno, e, assim, deve-se considerar que o 
ruído de quantização se assemelha ao ruído branco6. Em sistemas digitais, o 
 
6 White noise: ruído formado por grande quantidade de frequências aleatórias; recebe o nome 
em similaridade à composição da luz branca formada por diferentes comprimentos de onda. 
 
 
17 
número L corresponde a uma potência de dois, então, a relação sinal-ruído no 
quantizador cresce de forma exponencial com a quantidade de bits utilizada: 
Tabela 1 – Relação sinal-ruído em função do aumento do número de bits 
utilizados na quantização 
 
Para um valor de L = 16, teremos 16 possíveis combinações de 4 bits (2 
elevado à 4ª potência = 24). Portanto, pode-se associar cada nível a uma das 16 
palavras de 4 bits: 
Tabela 2 – 16 níveis de quantização 
 
 
 
18 
No começo desta seção falamos sobre quantizadores lineares e não 
lineares. Agora abordaremos os quantizadores não lineares. A razão para se 
pensar em quantizadores não lineares está na emoção humana. Na nossa fala 
ocorrem picos na entonação da voz. Em alguns momentos a fala pode se tornar 
baixa e em outros momentos podemos falar alto, até gritar. Estima-se que o sinal 
de voz possa ter uma razão de 1000:1 nesses extremos. Desta forma, seria útil 
pensar em quantizadores que valorizassem os pequenos sinais em relação aos 
grandes sinais, ou seja, sinais de pequenas amplitudes terão mais níveis de 
quantização enquanto sinais de maior amplitude terão menos níveis de 
quantização – lembrando que a curva de resposta do ouvido humano é 
logarítmica. A utilização de um quantizador não linear deste tipo equivale ao 
passar de um sinal por um equipamento do tipo compressor (para altas 
intensidades). Um quantizador trabalha tanto com sinais positivos quanto sinais 
negativos, e cada tipo de quantizador apresenta uma curva de resposta para os 
dois sinais: 
Figura 28 – Curva de transferência de um quantizador mostrando as caudas para 
sinais positivos e sinais negativos 
 
 Em termos práticos, apenas uma cauda (metade) da curva é desenhada. 
Existem duas leis que regem os quantizadores para voz, um segue a lei μ (mi) e 
o outro segue a lei A. A lei μ é definida pela equação: 
|𝑣| = 
log(1 + 𝜇|𝑚|)
log(1 + 𝜇)
 
 
 
19 
Em que m e v assumem os valores de tensão normalizados, e μ é uma 
constante (positiva). Pode-se perceber que a lei μ não é logarítmica e não é 
linear, mas, para sinais de pequena amplitude, ela pode ser aproximada como 
se fosse linear. Para tanto, faça μ|m|>1. A figura mostra a curva para 
diferentes valores de mi: 
Figura 29 – Diferentes valores de mi (lei μ) 
 
 A outra lei (lei A) é definida para: 
|𝑣| = 
{
 
 
 
 𝐴|𝑚|
1 + log𝐴
, 0 ≤ |𝑚| ≤
1
𝐴
1 + log (𝐴|𝑚|)
1 + log𝐴
,
1
𝐴
≤ |𝑚| ≤ 1
 
Figura 30 – Lei A 
 
 Os valores práticos tanto para a lei mi quanto para a lei A estão por volta 
de 100. Como foi introduzida a figura do compressor na transmissão, é preciso 
 
 
20 
efetuar a operação inversa no receptor. Isto é chamado de expansor. As funções 
que definem tanto o compressor quanto o expansor seguem uma relação 
inversa, de tal forma que o sinal, após passar por todas as etapas, assume o 
formato original. Nos sistemas existentes, a curva segue certa linearização por 
partes, ou seja, segmentos (pedaços) da curva são substituídos por retas: 
Figura 31 – Lei A representada de forma contínua e por segmentos 
 
 A divisão por segmentos se aproxima muito bem da curva contínua e é 
mais fácil de construir por meio de circuitos. Os quantizadores são limitados em 
amplitude pelos extremos -Amáx e Amáx, de tal forma que acima destes valores o 
quantizador fica saturado. A implicação disto é que não adianta gritar ao telefone, 
pois, por mais que você grite, o sinal no receptor está limitado: 
Figura 32 – Sinal saturado no quantizador 
 
4.3 Codificação 
A próxima etapa para se obter um sinal PCM é o codificador. A função do 
codificador é transformar cada degrau numa palavra que represente aquele 
 
 
21 
pequeno pedaço do sinal. É importante que a saída do codificador esteja 
ajustada às necessidades do canal de transmissão. Lembre-se de que o sinal a 
ser transmitido deve ser suficientemente adequado às condições de ruído, 
interferências e outras situações que deteriorem o sinal no canal. Os valores 
discretizados no quantizador precisam ser codificados, e o processo de 
codificação deve produzir este conjunto de símbolos correspondentes. Cada 
nível discreto corresponde a um elemento de código ou símbolo – lembrando 
que tanto a presença de um símbolo quanto a sua ausência têm significados. 
Cada valor discretizado é chamado de palavra ou caractere. Um sinal 
contínuo no tempo será codificado como uma sequência de palavras ou de 
caracteres. Existem diversas possibilidades para a construção de códigos. Um 
código ternário contém três símbolos; quando aparece um erro, além do símbolo 
verdadeiro, existem mais duas possibilidades de ocorrência no código binário. 
Por ser de apenas dois símbolos, a probabilidade de erro é menor, e esta é uma 
vantagem importante do sistema binário. Além disso, códigos binários têm 
melhor resposta a erros por possuírem apenas dois níveis distintos e também 
porque podem ser regenerados com facilidade. Como estudado, o número L 
determina a quantidade de níveis de amostragem. Para um sistema com 256 
níveis distintos, uma palavra de 8 bits é suficiente para todas as representações. 
4.4 Códigos de linha 
A transmissão de sinais por um meio físico, como um cabo metálico, 
apresenta alguns inconvenientes. Se um pulso quadrado (um binário) seguido 
de um nível nulo (zero binário) apresenta valor médio de tensão igual à metade 
da amplitude, ou seja, aparece como uma tensão contínua, isto pode causar 
problemas. 
Figura 33 – Sinalização NRZ (Not to Return to Zero) 
 
 
 
22 
 Observando a figura, é possível perceber que existe um valor médio. Este 
tipo de sinalização é chamado de liga-desliga. 
Figura 34 – Sinalização polar NRZ 
 
 Esta sinalização possui vantagens em relação ao NRZ apresentado. 
Estatisticamente, o valor médio tende a zero neste caso. A desvantagem é que 
precisa de uma fonte simétrica. 
Na sinalização RZ, semelhante ao NRZ, a duração do pulso (largura do 
pulso alto) é diminuída, e, com isto, o efeito da componente CC é reduzido. Uma 
forma de gerar este tipo de pulso é usar um monoestável. Depois de um pequeno 
intervalo, o pulso retorna ao zero. A largura do pulso nível zero continua a 
mesma, portanto, tem-se dois pulsos com larguras distintas. Pulsos estreitos 
podem ser utilizados para sincronização dos equipamentos que operam no modo 
síncrono: 
Figura 35 – Sinalização RZ 
 
A figura apresenta dois pulsos altos (valor 1), mas pode-se observar que 
após o valor alto o pulso retorna a zero (mas não é um zero) – para ser 
reconhecido como zero o pulso deve ter duração maior. 
Já na sinalização bipolar retorno ao zero (BRZ), o aparecimento de dígitos 
1 (nível alto) sofre alternação, o sinal assume o valor A e, no próximo sinal alto, 
o valor -A. O valor zero continua como antes. Esta forma de sinalização utiliza o 
mesmo princípio da sinalização unipolar com a largura do pulso alto diminuída. 
Estes dois fatores melhoram ainda mais a performance quanto ao nível de CC. 
Outro nome para esta sinalização é AMI (Alternate Mark Inversion, inversão 
alternada de marca). 
 
 
23 
Figura 36 – Sinalização BRZ ou AMI 
 
 A sinalização Manchester apresenta para um pulso alto os dois sinais 
simétricos +A e -A e, no pulso baixo, -A e +A, suprimindoa componente CC: 
Figura 37 – Sinalização tipo Manchester 
 
 É importante destacar que para sistemas síncronos é preciso evitar longas 
sequências de zeros, pois, caso contrário, poderia haver perda de sincronização. 
4.5 Estrutura de quadros para PCM 30 
Enquanto os americanos desenvolveram o sistema PCM 24, também 
chamado de T1, os europeus desenvolveram o sistema PCM 30, ou E1. Existem 
diversas diferenças entre os dois sistemas PCM. O sistema PCM 30 precisa, 
além de transportar 30 canais de informação, mais dois canais destinados à 
sincronização e à sinalização. Todos os 32 canais são multiplexados no tempo 
de tal forma que existe uma sequência de bits que precisa de certo ordenamento 
para que eles sejam compreendidos como informação. Cada conjunto de 8 bits 
(palavras) corresponde a um time slot. 2 time slots compõem um frame (quadro): 
Figura 38 – Frame com os 32 time slots 
 
 
 
24 
 O time slot 0 é utilizado para a sincronização da transmissão com a 
recepção. O time slot 16 é usado para sinalização: 
Figura 39 – Time slots 0 e 16 utilizados para sincronização e sinalização 
 
 Para que a transmissão possa ser efetivada, é preciso alinhar os quadros 
de transmissão e de recepção (sistema síncrono). O alinhamento de quadro 
exige que três condições sejam satisfeitas: 
1. Recepção de sinal de alinhamento (para quadros pares); 
2. Recepção de sinal de não alinhamento (para quadros ímpares); 
3. Recepção de sinal de alinhamento para o próximo quadro par. 
Por exemplo, o quadro zero deve receber um sinal de alinhamento; o 
quadro um, o sinal de não alinhamento; e, no quadro dois, outro sinal de 
alinhamento. Atendidas estas exigências, o sistema entra em sincronismo. Esta 
sequência alternada é contínua e, na ausência delas, ocorre um alarme no 
sistema. A figura mostra as palavras de alinhamento e não alinhamento: 
Figura 40 – Pulsos de alinhamento (FAS)7 e não alinhamento (NFAS)8 
 
O bit 1 (X) é reservado para aplicações internacionais; o bit 2 determina o 
alinhamento ou não do quadro; e bits 3 a 7 são fixos no caso de alinhamento. O 
 
7 FAS = Frame Alignment Signal = sinal de alinhamento de quadro 
8 NFAS = Not Frame Alignement Signal = sinal de não alinhamento de quadro 
 
 
25 
bit 8 é para uso. Para a palavra NFAS, o terceiro bit, indicado pela letra A, é para 
alarme, e os demais bits S4 a S8 estão reservados a outras aplicações. 
4.6 Sinalização 
Para o PCM30, o time slot 16 é utilizado para a sinalização chamada de 
CAS ou sinalização por canal associado. A sinalização CAS para uma palavra 
de 8 bits é dividida em duas partes de 4 bits cada. Estes 4 bits são utilizados 
para sinalizar cada canal de voz, e no quadro não ocorre sinalização, apenas o 
alinhamento do chamado multiframe (múltiplos de 16 quadros). No quadro 1 
ocorre a sinalização dos canais 1 e 16 (espaçados por 16 canais), no quadro 2, 
a sinalização do quadro 2 e do 17, e assim sucessivamente: 
Figura 41 – Multiquadro utilizado para sinalização dos 30 canais 
 
Figura 42 – Multiquadro para sinalização 
 
 
 
26 
 Esta sinalização corresponde àquela utilizada pelas centrais telefônicas, 
ao telefone ocupado, sinal de linha, tom de discar etc. 
TEMA 5 – SISTEMA PCM24 
O denominado PCM 24, amplamente utilizado nos Estados Unidos e 
Japão, difere do PCM 30 na quantidade de canais transmitidos. Trata-se de um 
multiplex para 24 canais. A formação do quadro do PCM 24 é simples, são os 24 
canais com 8 bits cada e mais um bit utilizado para sinalização e sincronismo. A 
soma é de 193 bits por quadro. A palavra utilizada para o PCM também é 
diferente. São 7 bits, pois utilizam quantificadores de 128 níveis: 
Figura 43 – Quadro PCM 24 com 193 bits 
 
 A sincronização é mais difícil, pois o sistema deve interpretar, dentro da 
sequência recebida, qual dos 193 bits é o bit do quadro, então, é necessária uma 
sequência longa de bits, correspondente a vários quadros, para se obter a 
sequência que corresponde ao bit de alinhamento do quadro. A partir da 
sincronização do transmissor com o receptor, a transmissão do bit 193 é 
alternada emitindo bits zeros e uns (...0101010101...). O tempo médio para 
detecção do quadro é da ordem de 45 milissegundos, um tempo relativamente 
pequeno para esta tarefa. 
A sinalização não utiliza grande quantidade de bits. Como a palavra do 
PCM é de 7 bits, isto implica que a maneira de efetuar a sinalização é “roubar” 
alguns bits de baixa ordem de alguns canais. São utilizados os bits de menor 
ordem. Estes bits roubados correspondem a múltiplos de 6 quadros. A influência 
do “roubo” do bit de baixa ordem é praticamente despercebida na comunicação 
de voz. 
Os bits usados para a sinalização são chamados A e B e com eles são 
possíveis quatro combinações (00, 01, 10, e 11). Para suprimir esta baixa 
 
 
27 
quantidade de sinalizações, houve necessidade de criar uma estrutura adicional 
chamada superquadro (superframe). O superquadro é composto por 12 quadros 
de 193 bits: 
Tabela 3 – Superquadro 
 
 Como são utilizados 7 bits para cada palavra, a velocidade do canal é de 
56kbits/s. A velocidade de transmissão relativa é de 1.544kbits/s. Esta 
velocidade é chamada T1, enquanto para o PCM 30 é chamada E1. Os sistemas 
PCM 24 utilizam a lei mi (μ). Para evitar o alising, o filtro antialising deve requerer 
no mínimo uma atenuação de 14 dB em 4kHz. 
5.2 Comparação entre PCM 24 e PCM 30 
O sistema PCM de 24 canais foi o pioneiro e, em sua concepção, 
desejava-se explorar o máximo da quantidade de bits disponíveis. Já o PCM 30 
foi desenvolvido a posteriori e procurou corrigir uma série de problemas do PCM 
24. O sistema PCM 30 tem melhor qualidade de voz uma vez que utiliza 8 bits 
ao invés de 7, como no PCM 24. A técnica de alinhamento de quadro é mais 
rápida no PCM 30. A sinalização do PCM 30 é superior à do PCM 24 pois utiliza 
mais bits. A tabela mostra estas diferenças: 
 
 
 
28 
Tabela 4 – Características para o PCM 24 e para o PCM 30 
 
Tabela 5 – Características comuns entre os dois moduladores 
 
FINALIZANDO 
Nesta aula estudamos a multiplexação por divisão em frequência, seus 
usos e limitações; os sistemas TDM e sua grande importância para o atual 
estágio da arte nas comunicações digitais; as diferenças entre os sistemas FDM 
e TDM; os sistemas PCM, tanto o PCM 24 quanto o PCM 30; e, por fim, a 
comparação entre eles. 
 
 
 
29 
REFERÊNCIAS 
HAYKIN, S. Sistemas de comunicação. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2011. 
LATHI, B. P. Sinais e sistemas lineares. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2008. 
SOARES NETO, V. Sistemas de comunicação: serviços, modulação e meios 
de transmissão. 1. ed. São Paulo: Érica, 2015.