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TELECOMUNICAÇÕES I 1 1 Material de Consulta para o Aluno 3º Tópico – Meios de Comunicação ou Transmissão Num sistema de Telecomunicações, o meio de transmissão tem como objetivo servir como o caminho para a propagação do sinal entre o TX (transmissor) e RX (receptor), no qual um sinal elétrico ou eletromagnético se propaga por ele. Esses podem ser classificados em meios guiados e não guiados 3.1 – Meios de Transmissão Guiados Os meios guiados caracterizam-se pela propagação da informação na forma confinada, através da utilização de condutores, para estabelecimento da troca de informações entre o TX e o RX. São exemplos de meios guiados: Par metálico: São condutores isolados separadamente com termoplástico sólido, tipicamente com diâmetro nominal 0.4 e 0.9 mm. São disponibilizados de forma entrelaçada (espiral), com o objetivo de minimizar os efeitos das interferências eletromagnéticas. A figura abaixo ilustra um exemplo de par metálico. Figura 1 - Par metálico trançado TELECOMUNICAÇÕES I 2 2 Como exemplo desse tipo de meio de transmissão, temos os cabos metálicos multipares, amplamente utilizado em sistemas de distribuição de sinal de telefonia. Normalmente esses cabos são fabricados em diversas capacidades de pares, atendendo as necessidades de projeto de instalação. Alguns exemplos de capacidades de pares são: 10, 20, 30, 50, 100, 200, 400, 600, 900, 1.200, 1.800, 2.400, 3.000, 3.600 pares. Em função do grande número de pares, é necessária a utilização de uma codificação de cores para diferenciar pares telefônicos entre si. Sendo assim, foi criada internacionalmente o código de cores dos cabos metálicos multipares. Figura 2 - Cabo telefônico com vários pares TELECOMUNICAÇÕES I 3 3 Código de Cores Nº Abreviaturas dos pares Condutor A Condutor B 1 B – Az Branco Azul 2 B – L Branco Laranja 3 B – V Branco Verde 4 B – M Branco Marrom 5 B – C Branco Cinza 6 E – Az Encarnado Azul 7 E – L Encarnado Laranja 8 E – V Encarnado Verde 9 E – M Encarnado Marrom 10 E – C Encarnado Cinza 11 P – Az Preto Azul 12 P – L Preto Laranja 13 P – V Preto Verde 14 P – M Preto Marrom 15 P – C Preto Cinza 16 Am – Az Amarelo Azul 17 Am – L Amarelo Laranja 18 Am – V Amarelo Verde 19 Am – M Amarelo Marrom 20 Am – C Amarelo Cinza 21 Vt – Az Violeta Azul 22 Vt – L Violeta Laranja 23 Vt – V Violeta Verde 24 Vt – M Violeta Marrom 25 Vt – C Violeta Cinza Você pode notar que a tabela de códigos de cores possui 25 combinações de cores, e esta combinação é feita através de dois condutores, condutor A e B. Os condutores A recebem cores que se repetem 5 vezes, ou seja, dentro da combinação de código de cor existem 5 cores que se repetem 5 vezes associadas as 5 cores do condutor B. TELECOMUNICAÇÕES I 4 4 Por exemplo, a cor branca do condutor A combina 5 vezes com as cores do condutor B, formando a seguinte sequência. Branco e Azul, Branco e Laranja, Branco e Verde, Branco e Marrom e Branco e Cinza. Acompanhe a sequência do código de cores dos 25 primeiros pares do cabo metálico multipares. Os cabos telefônicos podem ser classificados, conforme a sua aplicação, em: Subterrâneos: são aqueles instalados em dutos subterrâneos ou diretamente enterrados; Aéreos: são instalados em posteação (sequência de postes), autossustentáveis ou sustentados por cordoalhas de aço, também chamadas de cabo mensageiro; Subaquáticos: São instalados em baixo de água como, por exemplo, os cabos telefônicos marítimos. TELECOMUNICAÇÕES I 5 5 Cabos coaxiais: O cabo coaxial é constituído de um condutor interno (núcleo condutor) que é circundado por um condutor externo (malha), apresentando, entre esses dois condutores, um material dielétrico (isolação), que separa esses dois condutores. O condutor externo, por sua vez, é também circundado por um material isolante (proteção externa). Veja ilustração do cabo coaxial e seu aspecto construtivo. Figura 3 - Cabo coaxial A denominação coaxial é decorrente do condutor interno e da malha compartilharem o mesmo eixo geométrico. O núcleo condutor do cabo coaxial, em muitos casos, é constituído de cobre nu, podendo ser também, por exemplo, de aço coberto com uma camada de cobre. O material dielétrico tem como objetivo proporcionar a isolação entre o condutor interno e a malha. A malha é constituída por um material condutor metálico como, por exemplo, o cobre e o alumínio. Ela deve ser a mais fechada possível (trança), fornecendo uma cobertura eficiente do dielétrico, a fim de reduzir a irradiação do sinal para fora do cabo e minimizar os efeitos de interferências externas. TELECOMUNICAÇÕES I 6 6 A proteção externa tem como objetivo principal proteger o cabo contra fatores externos como, por exemplo, umidade, luz solar e chuva. O polietileno e o PVC são exemplos de materiais utilizados, respectivamente, em cabos que são instalados ao ar livre e internamente. Os cabos coaxiais são utilizados em diversos sistemas de Telecomunicações como, por exemplo, em sistemas de distribuição de sinais de TV por assinatura e em sistemas CFTV. Alguns cabos coaxiais utilizados em Telecomunicações e Informática são especificados com as letras RG (Radio Guide) acompanhadas de uma numeração como, por exemplo, RG-6, RG-58, RG-59. Existem, também, os cabos especificados com as letras RGC, que diferem dos cabos RG, pois apresentam, além da malha (blindagem secundária), uma folha de poliéster aluminizado cobrindo o dielétrico (blindagem primária), para fins de melhoria na blindagem do cabo. A próxima figura abaixo, ilustra um cabo RGC e sua composição. Figura 4 - Cabo coaxial linha RG Um parâmetro importante na especificação dos cabos é o valor da sua impedância característica (Z0), medida em ohms (). Alguns valores de impedância usuais dos cabos coaxiais são 50 Ω e 75 . É importante que haja um casamento da impedância do cabo com os demais equipamentos do sistema, a fim de ocorra a máxima transferência de potência entre eles. TELECOMUNICAÇÕES I 7 7 Para o valor de impedância característica de 75 Ω, tem-se, por exemplo, os cabos RGC-59, RGC-11 e RGC-6. A tabela abaixo mostra as características de cada tipo de cabo coaxial citado. Tipo de Cabo Diâmetro externo, em mm Atenuação máxima, em dB/100 m, considerando a frequência de 1.000 MHz RGC-59 6,2 26,5 RGC-11 10 14,5 RGC-6 6,9 21,6 Fibra óptica: Basicamente, a fibra óptica apresenta em sua constituição, uma estrutura cilíndrica, na qual estão presentes o núcleo (parte central) e uma parte externa que envolve este núcleo longitudinalmente, sendo está denominada de casca. Essa constituição é apresentada na figura abaixo, através da representação em perspectiva e no corte longitudinal. Casca Casca Núcleo Figura 5 - Constituição da fibra óptica As fibras óticas apresentam dimensões comparáveis as de um fio de cabelo e são compostas, basicamente, de vidro de sílica, que se trata de um cristal que apresenta propriedades dielétricas, proporcionando uma característica vantajosa das fibras óticas, que é a imunidade à interferência eletromagnética. Geralmente, as fibras óticas apresentam em sua estrutura, além do núcleo e da casca, uma capa externa, normalmente de material termoplástico. Esta capa tem por objetivo a proteção contra, por exemplo, pressões mecânicas externas e intempéries, que podem proporcionar danos às propriedades físicas e óticas das fibras. A próxima figura ilustra a estrutura da fibra ótica, inclusive com a presença da capa externa. TELECOMUNICAÇÕES I 8 8 Os sistemas de comunicações óticas operam baseados no princípio da propagação de um feixe de luz no interiorda fibra, através de reflexões sucessivas que o mesmo sofre, permanecendo assim, confinado pelo núcleo da fibra e atingindo grandes distâncias. 3.2 – Meios de Transmissão não Guiados Os meios não guiados caracterizam-se pela propagação da informação através das ondas eletromagnéticas sem confinamento de sinal. O sinal se propaga no ar através de ondas eletromagnéticas (OEM), que são inseridas no espaço através de elementos da rede denominados de antenas. Casca Capa Núcleo Figura 6 - Estrutura da fibra óptica TELECOMUNICAÇÕES I 9 9 Uma consideração importante deste tipo de meio de transmissão é que para cada faixa de frequência do espectro eletromagnético utilizado, do ambiente de propagação e das distâncias envolvidas, ocorre um mecanismo dominante de propagação. A finalidade da antena é transformar sinal elétrico em onda eletromagnética e vice-versa. É basicamente formada por um elemento metálico interligado ao transmissor e/ou receptor, através de um condutor. Elas apresentam algumas propriedades. A saber: Ganho → É a capacidade em amplificar as ondas eletromagnéticas em relação a uma antena padrão, denominada de dipolo. Os dipolos podem ser de meia-onda, onda completa, curto, aberto, fechado e quebrado. Para qualquer um dos casos o importante é calcular o comprimento de onda (λ) Figura 7 - Transmissão via rádio TELECOMUNICAÇÕES I 10 10 Pode-se aumentar o ganho de uma antena colocando várias varetas, na parte frontal da antena, chamada de diretoras. Polarização → É a posição das varetas condutoras da antena em relação à linha do horizonte. Ela pode ser vertical, horizontal e circular. Relação Frente-Costa (RFC) → Como as ondas eletromagnéticas se irradiam em todas as direções, e para evitar a anulação dos sinais nas antenas receptoras, os sinais devem chegar apenas na direção frontal. Para isso, as antenas possuem um elemento refletor na parte posterior da antena. Direcionalidade (D) → Para evitar a captação de sinais múltiplos, que chegam a diversas direções, a antena tem que receber o sinal perpendicularmente ao sentido do dipolo. Considera-se que a Direcionalidade (ou Diretividade) é a capacidade de concentração da energia transmitida em uma dada direção. Relação de ondas estacionárias (ROE) → Como a antena pode ser considerada como um gerador elétrico, para a total transferência dos sinais entre antena e receptor e/ou transmissor, o cabo de descida deve apresentar a mesma impedância (75Ω ou 300Ω). Caso não haja possibilidades de haver essa adaptação Figura 8 - Antena Yagi-Uda TELECOMUNICAÇÕES I 11 11 pode-se fazer o uso de transformadores casadores de impedância (bal-lun) (figura 64). Existem dois grupos de antenas. As direcionais e as isotrópicas. As antenas isotrópicas são antenas que transmitem e/ou recebem os sinais em todas as direções, como as antenas tradicionais das emissoras em VHF (Very High Frequency ou Frequência Muito Alta) da TV analógica, como a Yagi-uda e log-periódica (figura 65 e figura 66), embora estas duas tenham uma direção de máxima irradiação. As antenas parabólicas são classificadas no grupo das antenas direcionais. As antenas direcionais são aquelas que transmitem e/ou recebem os sinais em uma única direção preferencial. Como é o caso das antenas tipo Yagi (figura 9) e log periódica (figura 10). Figura 9 - Antena Yagi-Uda Figura 10 - Log-periódica TELECOMUNICAÇÕES I 12 12 Hoje em dia, é bem comum vermos antenas parabólicas compactas nos telhados das residências em áreas urbanas e principalmente nas áreas rurais. As emissoras de TV via satélite oferecem uma gama de programação bem maior que as emissoras abertas, além de maior interatividade. Mais adiante abordaremos um pouco mais sobre essa interatividade. Figura 11 - Parabólica banda C Figura 12 - Parabólica banda Ku
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