Apostila de telecomunicações

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APOSTILA
DE
TECNOLOGIA DAS TELECOMUNICAÇÕES
Professor Mário E. Longato
Versão 2.0 – 01.05.1999
A TECNOLOGIA DAS TELECOMUNICAÇÕES
Curso de Graduação 
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Sumário
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1. Introdução
Esta apostila tem por objetivo complementar a literatura específica da disciplina “Tecnologia
das Telecomunicações”. Ela mostra de forma sucinta alguns conceitos sobre como iniciou a
transmissão de sinais, a entrada dos computadores no cenário das comunicações, serviços
específicos como telefonia móvel, fixa, satélite, meios como pares metálicos, fibra-óptica, serviços
públicos de comunicação de dados,, como Rede de Pacotes, Frame Relay e ATM.
Ao final da apostila o aluno terá uma bibliografia rica na área, que é considerada a de mais
atividade na entrada do novo milênio, as Telecomunicações.
2. Sinalização Digital e Analógica
No inicio das telecomunicações, as informações eram consideradas simplesmente como sinais
elétricos. Estes sinais também são conhecidos como sinais analógicos. Esta definição diz que um
sinal analógico é aquele que pode assumir infinitos valores de amplitude ao longo do tempo. A figuras
1 ilustra este tipo de sinal.
SINAL ANALÓGICO
O primeiro sinal nesta categoria foi o telégrafo, inventado no século passado, ele transmitia
informações através de um sistema de cabos. Atualmente os sinais analógicos são utilizados na
telefonia fixa, telefonia celular, televisão, etc.
Outros exemplos de sinais analógicos, que não necessariamente são utilizados para transmitir dados,
é a energia elétrica que alimenta nossos equipamentos. Este sinal tem a forma de uma senóide, e
possui uma freqüência de 60 Hz.
SINAL DIGITAL
Definição de um sinal digital: Sinal digital é aquele que assume finitos valores no eixo (Y ou
Amplitude) ao longo do tempo.
T e m p o
Ampl i tude
T e m p o
Ampl i tude
Figura 1
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Com o advento a informática passamos a conhecer e trabalhar com os sinais digitais. Este tipo de
sinal foi introduzido inicialmente nos computadores, pois estes são considerados máquinas binárias,
ou seja, entendem apenas 2 amplitudes de sinal. Na área da computação estes níveis recebem os
nomes de bits (bit 0) ou Bit (1). Sendo assim os sinais elétricos que representam a informação
assumem valores de amplitude pré determinados no tempo. Mais a frente estudaremos sinais PCM,
Redes Banda Base, etc. A figura 2 mostra alguns tipos de sinais digitais.
Não é o objetivo desta disciplina, mas vamos definir alguns conceitos:
Onda: podemos definir a onda como uma perturbação que se move através de um meio.
Exemplo: quando lançamos uma pedra em um lago, observamos um deslocamento da água que
formam elevações e depressões a partir do local onde a pedra caiu. A frente de onda vai perdendo
força ao longo do lago, até a mesma desaparecer. Este fato chama-se atenuação.
Freqüência: Número de oscilações por segundo de um sinal elétrico repetitivo. A unidade
desta grandeza é Hertz (Exemplo: A freqüência do sistema de energia aqui no Brasil é de 60 Hz).
Amplitude de um sinal: é o valor de pico do sinal, normalmente expresso em volts, milivolts.
Período: é o inverso da freqüência. A unidade é segundos – T = 1/f
Comprimento de onda: é o tamanho do comprimento da onda emitida. É expressa na
unidade métrica convencional (metros, kilometros, etc). O comprimento de onda é inversamente
proporcional à freqüência. O símbolo que identifica o comprimento de onda é o l.
Atenuação: é a diminuição da potência de um sinal elétrico no seu percurso.
Velocidade da onda: a velocidade pode ser definida pela fórmula:
V = f / ll onde V=velocidade, f=freqüência, ll = comprimento de onda
Amplitude Amplitude
Tempo
Tempo
Figura 2
Amplitude
tempo
Comprimento de onda
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3. Largura de Banda
A largura de banda de um meio esta associada com a capacidade de transmissão de sinais através
dele. Cada meio, fibra-óptica, ar, água, fio de cobre, fio de alumínio, fio de aço, etc possuí uma banda
de transmissão própria. Nos meios metálicos esta banda está associada ao tipo de material. O ouro
é o que possuí uma banda passante grande, pois sua resistividade elétrica é baixa. O ar também
possuí uma resistividade elétrica em relação à propagação das Ondas Eletro Magnéticas. A umidade
do ar e a quantidade dos gases influenciam esta resistividade.
4. Meios de Transmisão
4.1- Introdução
A transmissão de informações pode ser efetuada utilizando vários meios. No mundo das
telecomunicações estes meios são:
Fio metálico (através de corrente elétrica)
Fibra-ótica (através de emissão de luz)
Espaço (através de Ondas Eletro Magnéticas)
Cada tipo de meio pode ser dividido em categorias. Por exemplo, fio metálico pode ser dividido em
cabos coaxiais, pares metálicos blindados e não blindados, etc. Em cada categoria podemos
referenciar os pontos positivos e negativos, as aplicações com mais possibilidade de integração ao
meio, etc.
4.2 Fio Metálico
As linhas de transmissão por fios ou cabos são bastante empregadas para a transmissao de
sinais com frequências que vão desde um valor pequeno , para telégrafo, dados em velocidades
lentas, até vários megahertz para sistemas digitais.
As linhas de transmissão são clasificadas de acordo com sua utilização, o material
empregado, comprimento, tipo de construção e bitola.
Com relação ao tipo de construção temos:
Cabo coaxial
Par de fio trançado
Par de fio paralelo
Cabo de pares
Do material podemos classificar:
Cobre
Alumínio
Sobre a bitola, ou o diâmetro da seção do cabo, as especificações são em mm ou em AWG.
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Nas aplicações podem ser divididos em:
Sinal de telefonia – Cabo de pares são utilizados para interligação de PABXs e DGs
Distribuidores Gerais (Cabos de 20, 30, 50, 100, 200 até 2400 pares são encontrados. Eles possuem
um código de cores interno o qual se repete várias vezes dentro do cabo e cada bloco é separado
normalmente por uma cinta de nylon ou barbante.
Nesta área também encontram-se os cabos para interligação de ramais telefônicos, os fios EK
trançados e com 1 par.
Os cabos também podem ser classificados para uso interno as edificações (cabos CI) ou para
utilização externa (CTP-APL). A diferença reside na proteção existente em cada um em relação ao
material plástico externo empregado. Estes cabos também podem ter outros dispositivos, como um
cabo de aço interno, caso este cabo seja instalado em um vão muito grande, e este cabo de aço tem
o objetivo de sustentar a tração sobre o cabo.
Cabos a prova de roedores também foram desenvolvidos, visando inibir a ação de ratos. Estes cabos
são aplicados em linhas enterradas.
Alguns exemplos de cabos
Quadro de especificação – REDE EXTERNA URBANA
CT-APL Rede Externa como cabo tronco ou primário com instalação em dutos.
Especificação TELEBRA 235.320.703
CTS-APL Rede Externa como cabo tronco ou primário com instalação em dutos subterrâneos ou
diretamente
CTS-APL-G enterrados.
Especificação TELEBRA 235.320.714
CTP-APL Rede Externa como cabo secundário de distribuição sendo instalado em dutos
subterrâneos ou
CTP-APL-G linhas aéreas
CTP-APL-AS Especificação TELEBRA 235.320.701, 235.320.702, 235.720.304
CTP-APL-SN Cotos de transição para uso em armários de distribuição, caixas terminais e entradas
de edifícios.
Especificação TELEBRA 235.320.713
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DADOS CONSTRUTIVOS
Dados / Tipo CT-APL CTP-APL-SN
CONDUTOR Cobre NU Cobre Estanhado
DIÂMETRO 0,40 0,50
 (mm)
No DE PARES 200 a2400 10 a 600
ISOLAMENTO Papel Seco e Ar Polietileno ou Polipropileno
ENFAIXAMENTO Fitas de Papel Fitas de material não higroscópico
CAPA EXTERNA Capa APL Capa APL
DADOS DIMENSIONAIS
Designação Nr. Pares Diâmetro Externo Massa líquida Comprimento Nominal
Máximo Nominal (kg/Km) por Bobina (m)
CT-APL-40 200 27,5 735 500
300 32,0 1050 500
. . . .
2400 75,0 7250 400
Outros cabos são utilizados para as redes de computadores, cabos como o UTP Categoria 5, são
utilizados em redes de computadores que trafegam milhões de bits por segundo. E para esta
velocidade a frequência que percorre o cabo esta em milhões de Hz, como por exemplo 20 MHz para
as redes Token-Ring a 16 Mega bits por segundo, ou 100 MHz para as redes Fast Ethernet de 100
Mega Bits por segundo.
Efeitos nos cabos
A corrente elétrica provoca efeitos nos cabos metálicos, sendo estes efeitos indesejáveis e
limitadores da distância da linha e consequentemente na sua utilização. Estes efeitos são:
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Efeito Skin-Effect ou Efeito Pelicular – Este efeito ocorre quando um condutor metálico é percorrido
por uma corrente alternada. O mesmo consiste na distribuição não homogenea da corrente no
condutor, grande parte dela se distribui na periferia do condutor, e no seu núcleo pouca corrente
passa. Neste sentido podemos afirmar que a resistência do cabo aumenta, pois não utilizamos toda a
seção do fio para o transporte da energia elétrica. Este efeito aumenta com o aumento da freqüência.
Resistência para corrente contínua em circuitos simétricos (dois condutores iguais em
paralelo) – Podems dizer que a resistência sobe a medida que sobre o comprimento dos
condutores. Podemos calcular a resistência coma fórmula abaixo:
R = rr L / S , onde rr - resistividade, L = comprimento e S = área
EXEMPLOS DE CABOS
 CTP-APL-G
Aplicação:
Rede externa como cabo secundário de
distribuição, sendo instalado em dutos
subterrâneos ou linhas aéreas.
Especificação:
Telebrás 235.320.702
CCE-APL
Aplicação:
Conexões telefônicas externas em instalações
aéreas ou subterrâneas em dutos, como
derivação a partir das emendas de distribuição
até as entradas de assinantes.
Especificação:
Telebrás 235.320.710
A área útil é:
 p r2
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4.3 Fibra óptica
As fibras ópticas são meios confiáveis e de alta largura de banda. A utilização deste tipo de
meio esta em franco crescimento. As empresas de telefonia estão cada vez mais utilizando a fibra-
óptica para a interligação de suas localidades. As vantagens das fibras ópticas sobre os meios
metálicos são:
· Largura de faixa muito ampla para a transmissão de informações
· As separações entre as estações repetidoras são maiores que os sistemas à cabo
metálico
· Menor espaço ocupado por utilizar “fios” com pequenas seções
· Grande imunidade a interferências
Podemos classificar as fibras ópticas comerciais em dois tipos básicos: A fibra multimodo e a
monomodo.
Fibras monomodo –Possuem um núcleo de diâmetro muito pequeno, com alguns micrometros. Sendo
assim os raios de luz seguem praticamente o mesmo caminho. Estas fibras são as de melhor
desempenho quanto à transmissão de sinais, tem menor atenuação ao longo de seu comprimento
comparadas às fibras multimodo. Estas fibras são normalmente empregadas em aplicações onde se
exige cobrir grandes distâncias com confiabilidade e qualidade (Figura 4.3.1).
Fibras multimodo – Estas possuem um núcleo maior que as monomodo, sendo que s raios de luz
acabam percorrendo caminhos diferentes de um extremo ao outro. Dentro deste tipo de fibra, existe
outra classificação denominado gradual e degrau.
Casca
Núcleo
Figura 4.3.1
CIT
Aplicação:
Uso interno em centrais telefônicas, prédios
comerciais, industriais e residênciais.
É utilizado também em rede digital de serviços
integrados (RDSI)
Especificação:
Telebrás 235.310.702
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Fibra multimodo índice degrau – são assim chamadas pois o índice de refração da casca e
do núcleo são bem diferentes e variam bruscamente (Figura 4.3.2).
Revestimento
Externo
Casca
Núcleo
Figura 4.3.2
Fibra multmodo índice gradual – neste caso o índice de refração núcleo casca obedece uma
mudança gradual (figura 4.3.3)
Revestimento
Externo
Núcleo
Casca
Figura 4.3.3
Conectores – Existem vários tipos de conectores, cada um deles é tem suas características
operacionais, como atenuação, tipo de fixação, material empregado, etc.
Conector SC, Conector ST, Conector SMA
Dispositivos Opto-eletrônicos – Estes dispositivos são os responsáveis pela emissão da luz e
recuperação da informação nas extremidades da fibra.
Diodo Laser – emite radiação coerente, ou seja, os raios de luz são paralelos e não se
dispersam. Estes dispositivos normalmente equipam os equipamentos que são ligados em sistemas
com fibras monomodo.
Diodo Emissor de Luz LED – ao contrário do Diodo Laser a luz emitida pelo LED não é
coerente. Este tipo de dispositivo é utilizado em equipamentos que operam com fibras multimodo.
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4.4 Ondas Eletro Magnéticas
4.4.1 Introdução
A propagação através de sistemas de irradiação esta relacionada com a existência de uma Onda
Eletro-Magnética (OEM) interligando uma estação transmissora com uma ou mais estações
receptoras.
A estação transmissora é composta por um elemento transmissor que é o responsável pela geração
da energia de radio-freqüência, uma linha de transmissão que leva este sinal à uma antena, e a
antena, a qual é responsável pela conversão desta energia em uma onda eletro-magnética.A estação
receptora tem os mesmos componentes, só que a direção do sinal e inversa.
A propagação de sinais através de OEMs é muito utilizada no mundo das telecomunicações. Quanto
as peculiaridades na transmissão, do mesmo modo das fibras ópticas e dos cabos metálicos,
podemos classificar os principais pontos fortes e principais pontos fracos deste tipo de transmissão.
Estes pontos podem ser avaliados quanto a:
- Custo
- Atenuação
- Aplicações
- Limitações de distância
- Interferências cósmicas e geradas pelo homem
Inicialmente iremos abordar alguns conceitos:
Refração – ocorre quando a OEM passa pela região limítrofe entre dois meios, com constantes
dielétricas distintas (ex.: água e ar).
Reflexão – é a mais comum das ações que as OEM sofrem. O solo, os prédios, as montanhas
refletem o sinal recebido.
Difração – ocorre quando uma frente de uma OEM se depara com um obstáculo com dimensões
comparáveis ao seu comprimento de onda.
Figura 4.4.1
ONDA 
DIRETA
ONDA 
DIFRATADA
ONDA 
REFRATADA
ONDA 
REFLETIDA
IONOSFERA
SOLO
ANTENA
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Desvanecimento ou fading – é uma flutuação que ocorre na intensidade de uma onda eletro-
magnética, principalmente devido a interferência entre duas ondas que incidem sobre a mesma
antena receptora.
4.4.2 Meios (Troposfera, Ionosfera, Estratosfera)
Para efeito de propagação de sinais, podemos dizer que basicamente a atmosfera é dividida
em 3 camadas, como mostra a figura 3.2.1
4.4.3 Espectro de Frequências
As Ondas Eletro Magnéticas podem ser classificadas de acordo com suas aplicações. Esta
classificação baseia-se no comprimento de onda, ou na faixa de frequência que opera.
300Hz-3 KHz 30 KHz 300 KHz 3 MHz 30 MHz 300 MHz 3 GHz 30 GHz 300 GHz
 ELF VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF
ELF-Extremely Low Frequency – faixa de freqüências que possuem um comprimento de onda
enorme e penetramrazoavelmente em água, solo. Por esta razão são aplicadas as comunicações
submarinas, em minas, etc. Como característica os transmissores nesta faixa operam com grande
potência.
VLF – Very Low Frequency – Esta faixa de freqüências utilizam a reflexão ionosférica para
propagação.
LF – Low Frequency – Esta faixa também utiliza a reflexão troposférica para atenuação.
MF – Medium Frequency – Nesta faixa de freqüências é utilizada as ondas de superfície para
propagação. Este tipo de propagação tem um melhor desempenho em relação a reflexão ionosférica,
ou seja, tem menos atenuação. É nesta faixa que situam-se as rádios comerciais AM.
HF – High Freqency- Utiliza a reflexão inosoférica para sua propagação.
Cada camada age de forma diferente na propagação das Ondas
Eletro Magnéticas, seja por causa da temperatura que possuem,
ou pela composição química das mesmas.
A troposfera é muito utilizada nas telecomunicações mas é
instável, a estratosfera é pouco utilizada porém estável, e a
ionosfera, recebe este nome pois é altamente ionizada e sofre
muito com as interferências solares. Desta forma o
comportamento desta camada não é constante, pois é
influenciada pelas radiações solares.
TROPOSFERA
 11 kM
ESTRATOSFERA
 +/- 50 kM
IONOSFERA
 +/- 350 kM
Fig 3.2.1
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VHF – Very High Frequency – Caracterizam-se em sistemas de visibilidade. A reflexão ionosférica já
não é mais possível, pois as ondas não mais retornam à terra, são perdidas no espaço. Aqui situam-
se as rádios FM.
UHF – Ultra High Frequency – Também estão dentro dos sistemas de visibilidade. Aqui situam-se
as aplicações para TV Comercial, Telefonia Celular.
SHF – Super High Frequency – Nesta faixa estão os sistemas de micro-ondas, utilizados pelas
empresas de telefonia, u sistemas de micro-ondas privativos. Aqui estão os enlaces de 15 GHz com
rádios de empresas como Ericsson (MiniLink) ou na faixa de 18 GHz (Pasolink da NEC).
EHF – Extremely High Frequency –
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5. Tipos de modulação
5.1 Introdução
A modulação é o processo pelo qual são modificadas uma ou mais características de uma onda
denominada portadora, segundo um sinal modulante.
5.2 Amplitude Modulada (ASK-Amplitude Shift Key)
5.3 Freqüência Modulada (FSK-Frequency Shift Key)
5.4 Modulação por fase (PSK-Phase Shift Key)
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5.5 Modulação por fase diferencial (DPSK-Diferencial Phase Shif Key)
6. REDES DE INFRA-ESTRUTURA
Os sinais nas redes do mundo todo são transferidos, graças à infra-estrutura de comunicação
instalada. No início dos sistemas de comunicação, toda a informação era transmitida por pares
metálicos. E para cada par de Transmissor x Receptor era necessário um par. Desta forma se
tivéssemos necessidade de permitir a comunicação simultânea entre duas localidades de até 100
usuários, precisaríamos instalar um cabo telefônico de 100 pares.
No decorrer dos tempos esta infra-estrutura mudou, tendo como característica principal a
sinalização digital, uma vez que os sinais digitais podem ser traduzidos como sinais binários, e desta
forma conseguimos manipula-los. Os PABX modernos, as centrais de telefones celulares e os
sistemas especializados de dados, trabalham com tecnologia digital, facilitando a integração destes
com os meios de comunicação.
As redes de infra-estrutura entre os equipamentos das companhias de telecomunicações
atuais estão quase que totalmente digitalizadas, os equipamentos por sua vez também são digitais.
Os próximos passos (para o ano 2000) é digitalizar entre o assinante e as centrais de
comunicação/comutação.
7. DIGITALIZAÇÃO DA VOZ
A voz quando transmitida em meios metálicos (par de fios) ou até mesmo quando é
transmitida pelo ar, deve ser considerada como um sinal analógico, ou seja possuí infinitos valores de
amplitude e várias freqüências. No início do século XX, os pesquisadores desenvolveram uma tese
de que não era preciso transmitir a voz o tempo todo para que a mesma fosse compreendida.
bastava enviar amostras do sinal, e depois recuperar estes sinais para recompor a voz, sendo que a
inteligibilidade da mesma não fosse comprometida.
Um engenheiro da Bell System, Harry Nyquist, pesquisou e chegou a conclusão que se
obtivessemos 8000 amostras por segundo, seria o suficiente para que o sinal fosse recomposto do
outro lado. A próxima tarefa seria como transmitir cada amostra pela linha. Na pesquisa foi
determinado que o eixo onde o sinal era amostrado (amplitude do sinal ) fosse dividido em 256
patamares pré definidos. Como 256 combinações podem ser expressas em 8 bits (28 = 256), então
conclui-se que cada amostra dever possuir 8 bits. A velocidade de transmissão fica definida como
64.000 bits por segundo (8 x 8000 = 64000). Este processo é conhecido como PCM – Pulse Code
Modulation, ou Modulação por código de pulso.
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Exemplo
SINAL ANALÓGICO
Amplitude
Tempo Tempo
11001100
11001011
10011000
00011001
00011100
00000111
Sinal transmitido: Amplitude SINAL DIGITAL
 Tempo
Após a explanação anterior, já conhecemos como o processo de digitalização de uma sinal
analógico como a voz acontece. Para que isso fosse viável, foram desenvolvidos conversores
analógicos/digitais.
8. SISTEMAS ASSÍNCRONOS E SÍNCRONOS
Existem duas formas de enviarmos os sinais digitais por uma linha de comunicação. O modo
Assíncrono e o modo Síncrono.
Freqüência de
amostragem
Amplitudes de
cada Amostra
1 1 0 1 1111 10 0 0 0
Teoria da Amostragem
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O modo assíncrono foi o primeiramente desenvolvido, e consiste em enviar informação
precedida por um símbolo de início e um símbolo de fim. O intervalo entre a recepção de uma
informação e outra é imprevisível (esta é a origem do assíncrono). Esta modalidade foi criada para
fosse possível um operador enviar informações conforme as mesmas fosse sendo tecladas por um
operador (Caso da telegrafia e do telex). Este modo é interessante para transmissão não velozes,
uma vez que quando maior a velocidade menor é o tempo de duração de um BIT, e quanto menor é o
tempo de duração de um BIT, maior a possibilidade de distorção do mesmo.
O modo síncrono é o recomendado para transmissões velozes. Este é o modo ideal
para os circuitos de dados de alta velocidade da Internet, das redes X.25, FrameRelay, dentre
outras. Na transmissão síncrona sempre teremos um conjunto de bits que formarão o trem
inicial de sincronismo (veja exemplo)
....... SYN SYN STX DADOS ETX BCC SYN SYN .......
SYN – Byte de Sincronismo STX – Início do Texto ETX – Fim do Texto BCC – Byte de Controle
9. SISTEMAS PDH – PLESÍOCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY
A arquitetura PDH ainda é a mais utilizado no mundo, os sistemas PCM estão baseados nesta
estrutura a qual também é conhecida aqui no Brasil como enlaces E1. O sistema brasileiro é o
mesmo adotado pela Europa. Os Estados Unidos (enlaces T1) e o Japão utilizam sistemas próprios.
O sistema E1 implantado no Brasil, obedece a seguinte hierarquia.
1 2,048 8,448 34,368 139,264 
 2 Mbps Mbps Mbps Mbps 565 Mbps
 30
 30 Canais 120 Canais 480 Canais 1920 Canais 7680 Canais
 E1 E2 E3
 TDM 1a Ordem TDM 2a Ordem TDM3a Ordem TDM 4a Ordem TDM 5a Ordem
Fig. 9.1
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Hierarquia T1 – Americana
24 canais de 64 = 1,544 Mbps 1a Ordem T1
96 canais de 64 = 6,312 Mbps 2a Ordem T2 T1 vezes 4
672 canais de 64 = 44,736 Mbps 3a Ordem T3 T2 vezes 7
4032 canais de 64 = 274,176 Mbps 4a Ordem T4 T3 vezes 6
Os equipamentos que agregam os canais são chamados de Multiplexadores. O protocolo que
de utilização do meio que estes multiplexadores utilizam é o TDM – Time Division Multiplex, ou em
Português, Multiplexação por Divisão do Tempo. Se necessitamos de transmitir 64.000 bits em uma
unidade de tempo de 1 segundo, de quanto tempo necessitamos para transmitir 30 canais de dados?
A resposta é o mesmo 1 segundo, pois todos as transmissões devem levar apenas 1 segundo para
vencer a distância entre dois pontos. Para estipular a velocidade resultante de 30 canais no prazo de
1 segundo, temos que aumentar a velocidade 30 vezes, ou seja 2,048 Mbps. Na realidade 30 x 64000
resulta de 1920 Mbps, a diferença é que 2 canais de 64000 são utilizados pelos multiplexadores para
sinalização de controle.
Esta hierarquia de equipamentos permite que levemos de uma cidade a outra uma grande
quantidade de sinais de informação. No caso do TDM de maior hierarquia, temos a capacidade para
transportar de uma única vez, e por um par de fibras ópticas, 7680 canais, caso contrário
precisaríamos de um cabo de 7680 pares de fios telefônicos para termos simultaneidade de
transmissões entre 2 pontos.
TDM- Time Division Multiplex (Multiplexação por Divisão de Tempo) – é uma técnica de
utilização de um meio de comunicação, empregada em vários sistemas, sejam eles, telefonia celular,
satélite, dados, etc. O conceito de TDM aplicado aos sistemas E1 é o seguinte:
125 ms 3,90625 ms
1 1 1 1 1 1 1
A B C D E F G
2 2 2 2 2 2 2
A B C D E F G
3 3 3 3 3 3 3
A B C D E F G
32 32 32 32 32 32 32
A B C D E F G
32 ..... 3 2 1 32 ...... 3 2 1 32 ..... . 3 2 1 .........
G G G G F F F F E E E E
SLOT
PCM
 32
PCM
 1
PCM
 2
PCM
 3
M
U
X
Neste exemplo, notamos que o MUX transfere
cada canal de entrada exatamente no mesmo
tempo que cada um ocupa, ou seja, 64 Kbps.
Fig. 9.2
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O equipamento possui 32 canais de entrada, por onde entram as informações dos canais de
usuários. Para cada canal será reservado uma janela de tempo. Cada canal deste ocupará uma parte
do tempo enviando informações. A figura a 9.2 ajuda a esclarecer o sistema.
Embora este sistema é de grande utilidade na transmissão de sinais, sendo seu ponto forte a
transmissão de vários canais em apenas 1 par de fibra óptica ou 1 enlace de microondas, ele
apresenta um problema. Vamos imaginar um circuito de 140 Mbps estabelecido neste sistema, o qual
está instalado entre São Paulo e Rio de Janeiro. Neste circuito conseguimos passar 1920 canais de
64 Kbps em cima de uma infra-estrutura de fibra pequena. O problema acontece quando
necessitamos extrair uma parte destes circuitos de 64 Kbps no meio do caminho. Nesta situação
teremos que efetuar toda a demultiplexação neste ponto e depois efetuarmos novamente a
multiplexação para recompor os 140 Mbps e seguir em frente. Este tipo de atitude nos levaria a
gastar muito em equipamentos e manutenção. Veja figura a seguir:
10. SISTEMAS SDH – SYNCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY
Os sistemas SDH resolvem um grande problema das redes PDH. A extração e inserção de de
enlaces, sem que seja necessário efetuar a demultiplexação. Esta facilidade deve-se ao fato da rede
ser puramente síncrona, portanto é possível sabermos onde inicia e onde termina cada enlace, ou
seja, cada conjunto de bits. A concepção deste tipo de rede iniciou em estudos no ano de 1984, nos
140 Mbps
Para
R.Janeiro140 Mbps
Para
S.Paulo
34 Mbps
8 Mbps
2 Mbps
64 Kbps
Um grande problema neste
tipo de rede, é a inserção ou
extração de um simples
circuito de 64 Kbps
Cidade situada, no
meio do trajeto
Fig. 9.2
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Estados Unidos. Em 1985 foi publicada a proposta SONET – Synchronous Optical Network. Esta
proposta padronizou o formato dos quadros de transmissão, as velocidades e as interfaces ópticas.
Em 1988 o então CCITT publicou as tres primeiras recomendações sobre o SDH. Atualmente
o SONET pode ser considerado um sub-padrão do SDH.
A taxa de transmissão básica dos sistemas SDH é de 155,52 Mbps. A estrutura do quadro de
transmissão deste tipo de rede contém 2430 bytes, que duram 125 microsegundos (o mesmo tempo
de um canal PCM de 64 Kbps). Este quadro está organizado em 270 colunas por 9 linhas.
 9 COLUNAS 261 COLUNAS
As primeiras 9 colunas são utilizadas para transmitir informações de controle,
gerenciamento e sincronismo, e as demais (261 colunas) são utilizadas para transmitir
informações do usuário.
 Tabela de recomendações
STM-1 155,52 Mbps 155 Mbps
STM-4 622,08 Mbps 622 Mbps 4xSTM-1
STM-16 2.488,32 Mbps 2,5 Gbps 16xSTM-1
STM-64 9.953,28 Mbps 10,0 Gbps 64xSTM-1
1 seção de
 overhead
2 (RSOH)
 rótulo de grupo
3
 ponteiros
4
5 seção de
 overhead
6
7 (MSOH)
8
9
ÁREA ÚTIL
PARA DADOS
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TOPOLOGIA DE UMA REDE SDH – STM-1
Projeto ROTA NORTE (Porto Seguro – Natal)
(Projeto desenvolvido e implantado pela Schahin Cury)
155 Mbps
155 Mbps
155 Mbps
155 Mbps
 1 23 ....... 63
 1 23 ....... 63
63 canais de
2 Mbps
Extensão de 1.634Km
Oito lances submarinos
Nove estações terminais
Três enlaces locais terrestres
· Travessia do Rio Sergipe (1,2
km)
· Amplificadores ópticos de alta
tecnologia
· Equipamento de hierarquia
digital síncrona (SDH)
· Transposição de áreas de corais,
arrecifes, rochas
Fig. 10.1
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11. Sistemas para Transmissão de Dados
11.1 Introdução
Como aconteceu com a telefonia no início , a partir dos anos 60 começaram a aparecer as
redes especializadas em dados. Foram desenvolvidas técnicas de protocolos de comunicação,
equipamentos de transmissão/recepção, materiais condutores, etc.
11.2 Redes de Dados X.25
11.3 Redes de Dados Frame-Relay
12. Técnicas de acesso ao meio
12.1 TDM
12.2 FDM
12.3 SDTM
13. Telefonia Fixa
13.1 Comutação
x.1.1 Introdução
x.2 Plano de Numeração
x.3 Protocolos de comunicação entre PABXs
x.4 Cálculo de tráfego (Erlangs)
x.5 Tarifação
13.2 Transmissão
13.3 Cabeamento Externo (Assinante x Centra Telefônica)
13.4 Normas de Perda de ligação no assinate PAB
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14. Redes móveis celulares
14.1 Introdução
Sistema de telefonia móvel terrestre, também conhecido como telefonia celular, veio
complementar os serviços de comunicação por meio da rede fixa (ver capítulo yy) e do trunking (ver
capítulo xx). Este tipo de sistema conquistou o mundo da comunicação. Desde a década de 80,
milhões de estações foram instaladas pelo mundo. No Brasil o sistema tomou impulso em meados
dos anos 90.
A Telefonia celular aqui no Brasil iniciou com as empresas do Sistema Telebrás
(governamentais) utilizando a Banda A. A banda B foi licenciada para operadoras privadas em
meados de 1997. Em 1998 foi completada a privatizaçãodas empresas telefônicas aqui no Brasil.
14.2 A tecnologia AMPS
14.3 A Tecnologia TDMA
14.4 A tecnologia CDMA
15. MODEMS
Como estudamos anteriormente, as linhas de comunicação foram dimensionadas para trafegar voz, e
a voz humana. Sendo estes sinais analógicos, a energia está distribuída de modo não uniforme em
uma faixa de freqüências que vai de 15 Hz à 15000 Hz. Por questões de simplicidade e economia, foi
escolhida a faixa de voz entre 300 Hz e 3400 Hz, para a construção das linhas telefônicas. É nesta
faixa que concentra-se 85% da inteligibilidade e 68% da energia. Como o sinal emitido por um
computador é digital e podemos decompor um sinal digital conforme figura a seguir:
ONDA
FUNDAMENTAL
COMPOSIÇÃO DA
FUNDAMENTAL
COM 3o HARMÔNICO
COMPOSIÇÃO DA
FUNDAMENTAL
COM 3o E 5o
HARMÔNICOS
2Asenwwt
 pp
2Asenwwt + 1 . 2Asen3wwt
 pp 3 pp
2Asenwwt + 1 . 2Asen3wwt + 1 . 2Asen5wwt
 pp 3 pp 5 pp
pp
pp
pp 2pp
2pp
2pp
t
t
t
A
A
A
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Como podemos observar, quanto mais harmônicas ímpares incluirmos no sinal fundamental,
estaremos aproximando o sinal a uma onda quadrada. Para podermos Ter um sinal digital perfeito
seria necessário termos uma banda passante infinita, pois seria necessário incluirmos muitas
freqüências ímpares ao sinal fundamental. Como os sistemas telefônicos foram construídos para
barrar as freqüências acima de 3400 Hz, não podemos injetar um sinal digital diretamente na rede
telefônica, pois este sinal chegaria ao destino completamente distorcido, e o receptor não saberia
distinguir o “0” do “1”.
Além dos problemas citados anteriormente as linhas telefônicas possuem outras limitações.
Estas limitações são decorrentes à existência de resistências, capacitâncias e indutâncias ao longo
da fiação e circuitos comutadores, amplificadores e multiplexadores. Estas distorções podem ser
definidas como:
· DISTORÇÕES DE AMPLITUDE
Componentes resistivos + Capacitivos e Indutivos à Degeneração do sinal.
Se não for mantida dentro de certos limites, pode inviabilizar a transmissão.
· RUÍDOS
Ruído branco: Cobre a faixa de freqüências de zero a infinito.
Causa: movimento aleatório de elétrons nos átomos do material constituinte das linhas e
dos equipamentos eletrônicos intermediários à transmissão.
Ruído impulsivo: Apresenta-se na forma de pulsos, e é causado por interferências
atmosféricas, comutações nas centrais telefônicas e induções decorrentes de descargas na rede de
transmissão de energia elétrica.
· ECO
Parte do sinal transmitido retorna ao receptor através da bobina híbrida, utilizada para converter a
linha do assinante (2 fios) em linha utilizada pelas centrais (4 fios).
Dispositivos supressores à Interrompe a transmissão em um dos sentidos enquanto o outro está
transmitindo. (Ruim para modemsàSemi-Duplex).
SINAL DIGITAL
INJETADO NA
LINHA
SINAL QUE É
RECEBIDO NO
RECEPTOR
1 0 0 1 1 0 1 0 0
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Existem várias técnicas de modulação, a seguir estudaremos algumas:
Como já vimos anteriormente as técnicas de modulação podem ser for Amplitude, Freqüência, fase,
ou uma combinação destas.
Todas as freqüências mostradas nas figuras anteriores devem estar contidas na faixa de 300 Hz à
3400 Hz, para que o sinal possa passar pela rede telefônica sem sofrer alterações (Corte das
freqüências altas pelos sistemas de transmissão.
TÉCNICAS MULTINÍVEL
Estas técnicas são atualmente as mais utilizadas, pois possibilitam uma maior velocidade na
transmissão, expresa em BPS-Bits Por Segundo, uma vez que não podemos aumentar a faixa de
freqüências para podermos aumentar a taxa de velocidade.
DIBIT: Modulação da Fase da portadora 1baud = 2 bits.
TRIBIT: Modulação da Fase da portadora 1baud = 3bits.
QAM TETRABIT: Modulação da Fase e Amplitude da portadora 1baud=4bits.
0 1 0 0 1 0 1 1 0
SINAL
MODULANTE
PORTADORA
SINAL
MODULADO EM
AMPLITUDE
SINAL
MODULADO EM
FREQÜÊNCIA
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Quadribit Fase Amplitude
0 0 0 1 0o 3
0 0 0 0 45o Ö2
0 0 1 0 90o 3
0 0 1 1 135o Ö2
0 1 1 1 180o 3
0 1 1 0 225o Ö2
0 1 0 0 270o 3
0 1 0 1 315o Ö2
1 1 0 1 315o 3Ö2
1 1 0 0 270o 5
1 1 1 0 225o 3
1 1 1 1 180o 5
1 0 1 1 135o 3Ö2
1 0 1 0 90o 5
1 0 0 0 45o 3Ö2
1 0 0 1 0o 5
Os modems são divididos em categorias, definidas pelo ITU – International Telecomunications
Union, órgão responsável pela padronização (antigo CCITT – Comitê Consultivo Internacional de
Telefonia e Telegrafia).
· V.22, V.22 bis – 1200 e 2400 bps / síncrono e assíncrono, full duplex, sobre dois fios dedicados
ou de discagem. Acomoda os equipamentos encontrados na típica rede "híbrida" de hoje:
mainframes e terminais síncronos, e PC's assíncronos.
· V.25, V.25 bis - Discagem automática e circuitação de resposta para uso em linhas de discagem
direta.
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· V.32 – 9600 (4800)bps / síncrono e assíncrono, full-duplex sobre discagem direta de 2 fios, ou de
linhas dedicadas de 2/4 fios. Primeiro padrão universal.
· V.32 bis – 14400 (12000, 9600, 7200, 4800)bps / síncrono e assíncrono, full-duplex sobre linhas
dedicadas ou de discagem sobre dois fios.
Training – negociação na conexão. (taxa de transmissão)
Retraining – negociação durante a conexão. (redução da velocidade)
· V.33 – 14000 (12000)bps / assíncrono, full-duplex, sobre linhas dedicadas de 4 fios.
· V.34 – 28,8 a 2,4 kbps / síncrono e assíncrono, full-duplex, sobre dois fios, e linhas dedicadas
com queda automática para os modems compatíveis menos potentes, tais como V.32 bis, V.32, e
V.22 bis.
· V.35 - é um padrão internacional denominado "Transmissão de Dados em 48 Kbps Utilizando
Circuitos Group Band de 60-108 KHz." Ele é normalmente usado para ambientes que fazem a
interface com uma portadora digital de alta velocidade.
· V.90™ 56kbps - É baseada em um conceito totalmente diferente dos modems V.34 largamente
usados em conexões casa-a-casa. Ela toma vantagem da atual explosão de acesso a Internet,
criando uma nova topologia de conexão onde o modem do usuário final conecta por uma linha
telefônica analógica em um modem de servidor que é diretamente ligado a uma rede telefônica
digital via T1 ou linha PRI. Esse novo tipo de conexão pode portanto ser definida como uma
conexão casa-Provedor de Internet. Esta conexão só é possível caso a Central Telefônica do
Cliente seja CPA.
16. Notações
TERA 1012
GIGA 109
MEGA 106
KILO 103
MILI 10-3
MICRO 10-6
PICO 10-9
NANO 10-12
FEMTO 10-15
ATO 10-18
17. Unidades
Hz (Hertz) - Freqüência
Bps (Bits por Segundo) – Velocidade em linha de transmissão
dB (Decibel) - Relação logarítimica entre a potência de entrada e potência de saída
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18. Bibliografia
Vicente Soares Neto; Sistema Móvel e Telefonia Celular – Tópicos Avançados; Editora Érica, 1997
Luis Javier Ojeda; TV Via Satélite; Editorial Paraninfo Madrid Espanha; 1992
Guilherme Costa Cardoso; Estações Terrenas para TV Via Satélite; Editora Érica; 1996
Donald H. Hamsher; Sistemas de Telecomunicações; Editora Guanabara Dois; 1980
Vicente Soares Neto, Tulio Manuel F. Rattes, Roberto Correa da Silva e José Correa da Silva;
Telefonia em Sistemas Locais – Tópicos Avançados; Editora Érica; 1998
Lloyd Temes; Princípios de Telecomunicações; Editora McGraw-Hill; 1990
Jorge Luis da Silveira; Comunicação de Dados e Sistemas de Teleprocessamento; Makron Books;
1991
Luiz Alves;Comunicação de Dados; Makron Books; 1992
Ovídio Barradas; Você e as Telecomunicações; Editora Interciência; 1995
M. Sánchez e J.A.Corbelle; Transmissão Digital e Fibras Ópticas; Makron Books; 1994
Alcides Tadeu Gomes; Telecomunicações – Transmissão, Recepçao AM-FM-Sistemas Pulsados;
Editora Érica; 1991