Telecomunicacao_Aplicada

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Telecomunicação Aplicada

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s o d a v r e s e R Editora dos Timbiras, 257/263 – São Paulo – SP – 01208-010 . Rua Aline Palhares Tel.: (11) 33-35-1000 / Fax: (11) 33-35-1020 a d [email protected] Desenvolvimento de conteúdoa www.institutomonitor.com.br z Newton Braga i Impresso no Parque Gráfico do Instituto Monitor or Mediação pedagógica t Rua Rio Bonito, 1746 – São Paulo – SP – 03023-000 Equipe Técnico Pedagógica Tel./Fax: (11) 33-15-8355 u do Instituto Monitor a [email protected] o Design gráfico Em caso de dúvidas referentes ao conteúdo, consulte o Equipe Técnico e-mail: [email protected] nãPedagógica do Instituto Monitor a i p Monitor Todos os direitos reservados ó Editorial Ltda. Lei nº 9.610 de 19/02/98 C Proibida a reprodução total ou parcial, por qualquer meio, principalmente por sistemas gráficos, reprográficos, fotográficos, etc., bem como a memorização e/ou recuperação total ou parcial, ou inclusão deste trabalho em qualquer sistema ou arquivo de processamento de dados, sem prévia autorização escrita da editora. Os infratores estão sujeitos às penalidades da lei, respondendo solidariamente as empresas responsáveis pela produção de cópias. 5ª Edição - Março/2006

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Apresentação............................................................................................................. 7

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Lição 1 - Redes Introdução................................................................................................................. 9 1. Sistemas de Comunicação............................................................................... 9 2. Introdução às Redes....................................................................................... 11 2.1 Modelo de Referência ISO....................................................................... 12 2.1.1 Camada Física................................................................................. 12 2.1.2 Camada de Enlace........................................................................... 12 2.1.3 Camada de Rede.............................................................................. 12 2.1.4 Camada de Transporte.................................................................... 13 2.1.5 Camada de Sessão........................................................................... 13 2.1.6 Camada de Apresentação............................................................... 13 2.1.7 Camada de Aplicação..................................................................... 13 3. Redes Locais................................................................................................... 14 4. Redes - Protocolos......................................................................................... 15 5. Cabeamento Estruturado.............................................................................. 16 6. Segurança de Redes....................................................................................... 18 7. Consultoria de Redes..................................................................................... 19 7.1 Desastres Naturais ou Eventos............................................................... 19 7.2 Interrupções.............................................................................................. 19 7.3 Comportamento........................................................................................ 19 Exercícios Propostos............................................................................................... 21

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Lição 2 – Televisão Introdução............................................................................................................... 23 1. Imagem em Movimento - Princípio da Exploração.................................... 23 2. Tubo de Raios Catódicos............................................................................... 27 3. Formatos e Padrões....................................................................................... 29 4. Sincronismo................................................................................................... 31 5. Largura de Faixa........................................................................................... 33 6. Alocações de Freqüências............................................................................. 34 7. TV Digital e de Alta Definição..................................................................... 34 8. Câmaras de Vídeo.......................................................................................... 36 Exercícios Propostos............................................................................................... 39

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Lição 3 - Telefonia Fixa

CópiaIntrodução não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. .............................................................................................................. 41 1. O Aparelho Telefônico Básico ..................................................................... 42 1.1 Transdutor Emissor ................................................................................ 42 1.2 Transdutor Receptor............................................................................... 44 1.3 Aparelho Básico ...................................................................................... 45 1.4 Telefone Real ........................................................................................... 47 2. Linhas/Perdas/Ruídos .................................................................................. 47 2.1 Linhas ...................................................................................................... 47 2.2 Perdas ...................................................................................................... 48 2.3 Ruídos ...................................................................................................... 49 2.4 Relação Sinal/Ruído ............................................................................... 50 3. Redes Públicas .............................................................................................. 52 4. Centrais Telefônicas ..................................................................................... 55 4.1 Matriz Analógica – Comutação Espacial ............................................... 64 Exercícios Propostos ............................................................................................. 58

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Lição 4 - Telefonia Móvel Introdução .............................................................................................................. 59 1. Teoria Estatística das Telecomunicações ................................................... 59 2. Transmissão Digital ...................................................................................... 60 2.1 Teorema de Nyquist ................................................................................ 62 3. Compressão de Sinais ................................................................................... 63 4. Comunicação Móvel Celular ........................................................................ 64 4.1 Estação Rádio-Base (ERB) ..................................................................... 66 4.2 Central de Comutação e Controle (CCC) ............................................... 66 4.3 Estação Móvel (EM) ................................................................................ 67 4.4 Handoff ..................................................................................................... 68 4.5 Roaming Automático............................................................................... 68 4.6 Sistema Digital ........................................................................................ 68 5. TDMA e CDMA ............................................................................................. 69 Exercícios Propostos ............................................................................................. 71

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s o d a v r e s e R . a ad z i r to Respostas dos Exercícios Propostos ..................................................................... 73 u a Bibliografia ............................................................................................................. 75 o ã n a i p ó C

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A necessidade de se interligar sistemas de comunicações de dados, voz e imagens de forma cada vez intensa nos leva a um novo tipo de atividade que exige profissionais competentes.

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As redes de dados e outros tipos de informações estão presentes desde a residência onde dois computadores ou mais são interligados e ligados a uma conexão comum de Internet até em grandes empresas, escritórios ou fábricas onde dezenas ou mesmo centenas de computadores são interligados e conectados a sistemas de segurança, Internet e outros sistemas sensores de grande complexidade.

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Assim, conhecer as redes de comunicações, seu princípio de funcionamento, sua instalação e manutenção, é algo que todo profissional das telecomunicações deve ter em mente.

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Nesta disciplina vamos justamente tratar deste assunto, levando ao aluno os principais conceitos necessários a esta atividade.

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Lembramos que os conceitos abordados levam em conta um conhecimento prévio dos princípios básicos das telecomunicações e também da eletrônica.

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Também é importante notar que, dada à profundidade do assunto, os alunos que forem trabalhar especificamente com este tipo de tecnologia devem procurar um aprofundamento maior (curso Técnico em Telecomunicações), principalmente tendo em mente que existem diversas variações que são adotadas por esta ou aquela empresa. É claro que, para todas elas, o princípio básico de funcionamento é sempre o mesmo e será justamente deles que vamos tratar nesta disciplina.

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lição

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s. i a r Introdução to u Esta primeira lição tem como objetivos analisar os principais a tipos de sistemas de comunicações; fornecer conhecimentos básios cos sobre a estruturação de redes; dar elementos para um conhecit i mento básico de cabeamento estruturado; e avaliar os principais e r pontos fracos de uma rede, ligados à sua segurança. i d os 1. Sistemas de Comunicação s o O desenvolvimento da eletrônica possibilitou a utilização de od de informações. técnicas para a transmissão de diversosttipos s o A própria palavra “telecomunicação” significa comunicação à d distância (tele = distância) e delaaderivam os sistemas que conhevobsoletos. cemos hoje, alguns dos quais já r e s e os sistemas telegráficos, depois os sisAssim, no início tivemos R temas telefônicos, vindo . depois o rádio, TV e os sistemas que transmitem dados. a d a A tendência iz atual é de que todos os sistemas em uso sejam r interligadosode modo que possam comunicar-se entre si. t u a Partindo dessa idéia, um sistema de comunicações moderno o prevê a interligação de diversos tipos de dispositivos que trabalham nã com diversos tipos de informações, todas representadas por Redes

a sinais elétricos, conforme mostra a figura 1. i óp C

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CONTROLE

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s. i a r to u a Rede telefônica

s o d a Como exemplo, podemos dar v uma rede de computadores que trocam informações entre sieerque podem ter acesso a informações distantes usando conexõesscomuns onde são transmitidas convere sações telefônicas, fax R e até mesmo sinais de TV como no caso de serviços a cabo que também oferecem acesso à Internet, conforme a. mostra a figura 2.d za i r o t u a o nã Figura 1

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Internet telefone Figura 2

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A estrutura de um sistema de coAs camadas a partir da camaCópia não básica autorizada. Reservados todos osinferiores, direitos autorais. da mais alta, têm a função de fornecer serviços para a camada que está imediatamente acima.

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municações é aquela que prevê a interligação de computadores para a troca de dados, ou seja, a rede de computadores.

Quando os usuários de diferentes estações ou “nós” trocam informações entre si, as camadas correspondentes das duas estações também trocam informações.

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Interligando um conjunto de computadores eles podem compartilhar dados armazenados em suas memórias e enviar informações de um para outro.

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s. i rauma ordem o Nesta lição vamos estudar justamente a Evidentemente, para que haja t estrutura das redes de computadores, as nesta troca de informações,uexistem conjuna seguidas. Essas quais podem ser estendidas a outros tipos de tos de regras que devem ser s aplicações, que envolvem equipamentos que regras formam o queodenominamos “prototambém trabalham com sinais diferentes dos colo” e são absolutamente necessárias para it e dados. que as estações possam se comunicar. É prer ciso que as duas di estações que estejam se comunicando usem s o mesmo protocolo para que 2. Introdução às Redes isso possaoser feito sem problemas. s As redes modernas utilizam uma arquio d protocolos são organizados segundo Os tetura de camadas com a finalidade de minio t hierarquia, conforme as camadas da rede uma mizar tanto a complexidade do sistema como s e, o protocolo da camada inferior é o único aumentar sua eficiência. Cada camada é foro que faz uso de uma conexão física. d mada por dispositivos lógicos que têm a funa ção de realizar tarefas. Na parte mais elevada v r Entre cada camada da estrutura existe da estrutura, conforme mostra a figura 3, tee uma interface cuja finalidade é controlar o mos a conexão com os usuários. es fluxo de informações entre elas, conforme R Usuário mostra a figura 4. . a CAMADA 1 ad z i r CAMADA 2 CAMADA 1 o t au CAMADA 3 o ã Fluxo de CAMADA 4 n Interface dados a i CAMADA óp 5 C Camada ○

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Conforme o tipo de rede temos Reservados números Essa organização define umautorais. sistema, onde Cópia não autorizada. todos os direitos a palavra sistema pode significar desde um simples terminal até mesmo uma rede complexa.

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diferentes de camadas que também fazem uso de protocolos diferentes.

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A camada mais baixa é denominada camada física e é ela que se responsabiliza pela transmissão de dados entre os dois terminais.

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O termo aberto indica que o modelo visa a comunicação para a transferência de informações entre sistemas interligados, sem levar em conta a maneira como os próprios sistemas funcionam.

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s. i ra o t dessas diAnalisemos, agora, as funções u a Organizando uma rede com uma arquiversas camadas: s tetura em camadas tem-se a facilidade de isoto lar as funções de uma forma bem definida. 2.1.1 Camada Física i re i 2.1 Modelo de Referência ISO A camadadfísica tem por função fazer a transmissãosde cada bit através de uma coo (fio, fibra óptica, rádio, etc). O modelo de referência para interconenexão física s xão de sistemas abertos coloca as diversas o d camadas de uma rede conforme mostra a fiO meio usado para a transmissão dos dao t desta camada define os circuitos que degura 5 dos s vem ser usados. o d a 2.1.2 Camada de Enlace CAMADA DE APLICAÇÃO v r e A camada de enlace faz a sincronização s e dos caracteres e das mensagens (quadros). É CAMADA DE APRESENTAÇÃO R nesta camada que os dados são divididos em . a blocos e têm inseridos os bits para a detecd ção de erros. CAMADA DE SESSÃO za i or Se algum quadro ou bloco tiver algum erro t na transmissão, essa camada faz com que ele CAMADA DE TRANSPORTE au seja retransmitido. o nã DE REDE 2.1.3 Camada de Rede CAMADA a i p Esta camada tem por finalidade proporó CAMADA DE ENLACE cionar os recursos para manter o fluxo de C mensagem entre os usuários. ○

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A camada mais alta é denominada camada de aplicação e é responsável pela interface com o usuário.

Nesta camada existe um pacote de funções que garante que os pacotes de informações sejam direcionados para o seu destino. Esta camada também é responsável pelo roteamento das mensagens.

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CAMADA FÍSICA

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Ela deve possuir ainda recursos para eviCópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais.

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tar que os pacotes de informações sigam por rotas congestionadas, ou que muitos pacotes sejam enviados pela mesma rota.

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2.1.4 Camada de Transporte

Full duplex

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Esta camada divide a informação total que deve ser transmitida em pacotes, ou seja, unidades menores que possam ser manuseadas com mais facilidade e transmitidas com maior eficiência.

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A divisão em pacote exige o acréscimo de bits de endereçamento e reconhecimento de erros em cada um deles, aumentando assim a quantidade de informação que deve ser transferida, mas tem a vantagem de que se um pacote chega corrompido, só ele precisa ser retransmitido e não a mensagem inteira.

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s o d o t Esta camada deve fornecer as funções

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2.1.6 Camada de Apresentação

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2.1.5 Camada de Sessão

s o t duplex iHalf e r di Figura 6

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spara a comunicação entre os usuários finais. o d O máximo de funções deve ser proporcionaa do de modo a facilitar essa comunicação, tal v r como a compressão de textos, utilização de e s formatos compatíveis com impressoras, cone versões de códigos, etc. R . a 2.1.7 Camada de Aplicação d O tipo de comunicação podeaser a full duz sentidos enplex onde os dados fluem nosridois Esta camada depende exclusivamente o duplex, onde os tre um sistema e outro, e thalf do usuário. Nela está o software que corresdados só podem fluir num sentido ou noutro, u ponde ao tipo de trabalho que o usuário reaa mostra a figura 6. um de cada vez, conforme liza. o nã a i óp C

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Essa camada funciona como uma interface entre o usuário e a rede. É nela que estão os processos de aplicação, e também os recursos para verificação da autenticidade do usuário, a tarifação e a definição do tipo de comunicação.

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Redes Locais Reservados todos os direitos autorais. Cópia não3. autorizada. As redes locais ou LAN (Local Area Network) consistem num conjunto de computadores autônomos que se comunicam num sistema fechado local, como ilustrado na figura 7. Plotter

Memória

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s o d a Figura v 7 r e s Elas diferem das redes de longa distância ou redes abertas como e a Internet pelo fato de R terem seu acesso restrito a um conjunto de computadores menor.como, por exemplo, dentro de uma empresa. a d a os computadores apenas compartilham os daNa rede local, z i dos, sem querum tenha controle sobre o outro. o t u A principal utilidade das redes locais é no gerenciamento de a negócios e processos dentro de escritórios, lojas, escolas, bancos, o bibliotecas, empresas e até mesmo dentro de uma residência, onde ã n Impressora

dois ou três computadores podem trocar ou compartilhar dados.

ia p técnicas para se obter o acesso pelos computadores podem vaó riar,As determinando a velocidade e, portanto, o desempenho do sistema. C As técnicas de acesso podem ser classificadas em quatro categorias:

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• Alocação Fixa: onde os recursos da rede são colocados à disposição de cada estação de forma pré-determinada. Pode-se fazer isso pela divisão dos sinais em freqüência (FDMA) e divisão em (TDMA). não tempo autorizada. Reservados todos os direitos ○

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autorais.

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Existem os diversos protocolos usados nas • Alocação Aleatória: onde os recursos são Cópia não autorizada. Reservados todos direitos autorais. redes, atuando nas suas diversas camadas acessados de forma aleatória. como, por exemplo, o NCP (Netware Cable • Alocação Adaptativa: onde existe um meProtocol), TCP/IP, Ethernet, UTP, etc. canismo de controle. ○

• Alocação por Demanda: onde existe um controle central que monitora os acessos determinando as prioridades.

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Um dos protocolos mais comuns em nossos dias é o que faz uso de pares trançados blindados, ou UTP (Unshielded Twisted Pair).

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s. i 4. Redes - Protocolos ra física, ou o Este protocolo trata da camada t as caracseja, do hardware, especificando u A arquitetura das redes modernas usa o terísticas do cabo que é a usado na transfesistema de camadas tanto para minimizar a sua s rência de dados entre os complexidade como para obter maior desemo computadores de t uma rede. penho e segurança para os dados trocados. ei r i Ao tratar d desse protocolo é comum que Para que os diversos computadores que se faça referência ao que se denomina “caestão conectados a uma rede possam se coosreferindo-se beamento” ao modo como os municar de maneira eficiente, um conjunto s computadores são interligados: fios, conecde regras deve ser seguido. Esse conjunto é o d tores, etc. denominado “protocolo de rede” ou simplesto mente “protocolo”. s Evidentemente, com o uso das redes sem o Os idiomas, por exemplo, são protocolos, d fio (wireless), que tende a aumentar, também a podemos incluir o protocolo de transmissão pois são usados pelos povos para se comuni- v de dados por ondas de rádio (RF) ou ultracarem. Quando visitamos um outro país emr e sons nesta categoria. que não é falado nosso idioma, precisamosster e algum recurso para fazer a “conversão”, R ou Um outro protocolo importante é o Etherseja, transformar a informação para .uma foranão fizenet que funciona na camada de enlace de dama que possamos compreender. d Se dos. Esse protocolo determina o formato com a mos um curso de idiomas, o dispositivo que z i que os dados devem ser enviados através do usamos para essa finalidader é o dicionário. o meio físico. O protocolo Ethernet tem a vant tagem de funcionar com diversos outros prou ocorre o mesmo. Com os computadores a tocolos das camadas físicas. Numa rede, os computadores devem usar o mesmo protocolo.ão Se precisamos nos comun Também devemos falar do TCP/IP nicar com computadores de uma outra rede a (Transmission Control Protocol/Internet Prodevemos teri meios de fazer a conversão. p tocol ou Protocolo de Controle de Transmisó são/Protocolo de Internet). Esses protocolos OsC protocolos usados nas redes determicontém um grande conjunto de normas ou ○

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nam tanto as características elétricas dos sinais que devem ser usados na comunicação (hardware) como os programas que devem ser usados para a organização e transmissão desses dados (software).

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regras para troca de informações através de diversos meios, incluindo a Internet. Também é chamado de conjunto de protocolos ou Protocol Suite.

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Atualmente, dos computadores teFinalmente, temos o NCP ou Netware Cópia não autorizada. Reservados todos os além direitos autorais. mos outros elementos que podem ser ligados ao sistema tais como telefones, sistemas de alarmes, circuitos fechados de TV, etc. Isso leva ao que se denomina “cabeamento estruturado”.

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Cable Protocol que consiste num conjunto de regras que interfaceiam o computador com os seus aplicativos, ou seja, com os programas que devem produzir e receber os dados através da rede.

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Há uma padronização no modo como os elementos físicos que formam uma rede são dispostos através de normas. A norma usada para determinar o modo como o sistema de telecomunicações de edifícios será feita é a EIA/TIA-568-B, que se subdivide em três áreas:

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Na figura 8 temos uma representação das diversas camadas da rede com os quatro exemplos de protocolo que estudamos nesta lição.

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s o i–t General NCP • TIA/EIA-568-B.1 e Requirementsir(Requisitos Gerais) APRESENTAÇÃO d • TIA/EIA-568-B.2 – Balanced Twisted os Components (Componentes Pair Cabling s Cabeamento por Par Trançado SESSÃO paraoo Balanceado) d o • tTIA/EIA-568-B.3 – Optical Fiber Cabling TRANSPORTE TCP/IP s o Components Standard (Padrão Para d Componentes de Cabeamento por Fibras a Ópticas) v REDE r e s Para a realização prática de um cabeae mento são utilizados diversos dispositivos R Ethernet ENLACE . padronizados como, por exemplo: a • Espelhos: que são usados para a ad z instalação das tomadas onde os FÍSICA i UTP r conectores se encaixam. o t • Caixas de superfície: que são utilizadas Figura au 8 em lugar dos espelhos quando o cabo não o é embutido. 5. Cabeamentoã Estruturado n • Tampões: para tampar uma caixa não a de computadores formando i A interligação usada. p uma rede exige que técnicas especiais sejam ó • Ícones: usados para identificar as C tanto para se garantir a máxima veadotadas tomadas. ○

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• Cordões ou cabos de manobra (Patch Cords): ligam o equipamento à tomada.

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• Conector RJ-45: é um conector de 8 vias padronizado no sistema UTP, conforme mostra a figura 9. As letras RJ significam Jack.direitos Para fazer aautorais. ligação dos Reservados Registered todos os ○

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locidade de transferências dos dados como também segurança e integridade destes dados. Assim, todo o conjunto de hardware formado por cabos, conectores e demais elementos que venham a serem necessários na formação da camada física de uma rede devem seguir uma estrutura muito bem definida.

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cabos ao conector é preciso usar uma ferramenta especial

Cópia não denominada autorizada. Reservados os direitos autorais. ferramenta de crimpagem,todos que é mostrada na figura 10.

Figura 10 Figura 9

• Painel de Manobra (Patch Panel): são utilizados na administração do sinal, ficando nas salas de controle do sistema.

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os t i e ir que o Com a utilização desses componentes e diversosdoutros profissional deve conhecer, pode-se fazer um sistema s de cabeao mento estruturado que atenda as normas que vimos. s o Além da própria interligação dos equipamentos que vão ford o mar o sistema, um ponto importante a ser t considerado é o aterramento, que proporciona o percurso para a terra de correntes e sinais s o que possam colocar em perigo a integridade do sistema. d a v O aterramento é feito enterrando-se profundamente no solo r e uma barra de metal, conforme mostra a figura 11. es Barramento R . de proteção a Quadro de energia d a iz r o A B t u a C o aos equipamentos nã alimentados

Barra de terra

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Um ponto importante para o profissional Issotodos torna uma rede vulnerável autorais. a ataques que Cópia não autorizada. Reservados os direitos podem culminar com prejuízos reais para uma empresa ou para um usuário.

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que faz a instalação de redes é saber planejar cuidadosamente todos os dutos e terminais que vão formá-la. Isso significa que, além da tecnologia das telecomunicações, o profissional também deve ser capaz de ler uma planta.

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A possibilidade de o acesso ser feito por linhas físicas em locais abertos, como linhas telefônicas por exemplo, aumenta ainda mais o grau de vulnerabilidade, já que não é necessário que alguém esteja dentro de uma empresa ou residência para acessar seus computadores.

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s. i ra o t u Isso significa que umaadas preocupações s ter um projetista mais importantes queodeve ao implantar uma rede it é com a sua segurança. e irprincipais da segurança de Os objetivos Quarto d Banho uma rede são: os • Proteção s contra roubos ou danos ao o hardware. od • tProteção contra interrupções propositais. s• Evitar o acesso não autorizado de dados. o d • Evitar a modificação não autorizada de a v dados. r Suíte e s • Autenticar pedidos de acesso a dados ou e serviços. Quarto R . a Os principais recursos usados para se d a evitar o acesso indevido são: Figura 12 - Exemplo deizplanta • Implantação de senhas para acesso a rede or t ou a dados confidenciais: o uso de senhas Além disso, este profissional deve estar u aumenta a segurança, podendo essas sea apto a trabalhar com ferramentas da construnhas serem adotadas a partir do boot ou simção civil, pois elas oserão necessárias no caso ã plesmente para o acesso a dados de ser necessário n embutir uma canalização de confidenciais. cabos, passaraum cabo através de uma laje ou i ainda passá-lo p por um percurso externo de • Uso de criptografia para a transmissão de ó uma construção. O martelo e a furadeira são dados sensíveis: a criptografia é um proC alguns exemplos dessas ferramentas. cesso em que os blocos de dados transmi○

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Assim, conforme mostra a figura 12, é com base numa planta residencial ou comercial que o profissional vai planejar a passagem dos cabos e a colocação de todos os pontos de ligação dos equipamentos.

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Banho

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tidos são “embaralhados” de modo que um protocolo comum não possa reconhecê-los no lado receptor. Somente o terminal que tem o programa inverso, que decodifica os As redes podem trabalhar com dados vadados criptografados, pode trazer o bloco liosos como, por exemplo, informações conde informações ao seu formato normal e, fidenciais de uma empresa, senhas de acessos Cópia não autorizada. Reservados todos ospode direitos com isso, ele ser lido. autorais. a bancos e cartões de crédito e muito mais. ○

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6. Segurança de Redes

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O graunão de segurança de um algoritmo de 7.1todos Desastresos Naturais ou Eventos Cópia autorizada. Reservados direitos autorais. ○

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criptografia é tanto maior quanto mais forem as combinações que ele pode usar para embaralhar os dados. Os programas de acesso a contas em bancos usando a Internet usam estes processos de criptografias com um grau de segurança extremamente alto, pois as combinações que eles usam são da ordem de quatrilhões.

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Interrupções de uma linha de dados, entrada de água devido a enchentes ou chuva, fogo, curto-circuito que as coloquem em contato com potenciais elevados da rede de energia elétrica são alguns exemplos de desastres naturais que podem afetar o funcionamento de uma rede. Pode-se ainda incluir neste caso as interrupções eventuais do fornecimento de energia.

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s. i ra o Outros recursos podem ser usados para t aumentar ainda mais a segurança de uma rede u a de um UPS (no tais como: travar o acesso a uma estação Para este caso, o uso s quando ela não estiver sendo usada, ou mobreak) evita a perda o instantânea dos dados t nitorar a operação das estações com prograque estejam sendo transferidos ou trabalhaei dando tempo mas que detectem qualquer transferência dos naquele instante, para que r i suspeita ou indevida de dados. sejam salvos. d os O acesso ao servidor é outro ponto críti7.2 Interrupções s co. O servidor é o coração da rede, sendo, o d interrupções de uso podem ocorrer por portanto, o ponto mais vulnerável, já que nele As o t nos próprios computadores e isso pode podem estar dados importantes. Assim senfalhas s do, selecionar o acesso ao servidor é um ponter diversas origens como: um aquecimento o excessivo do microprocessador, fazendo com to importante para a segurança das redes. d a que ele pare de funcionar e os dados em trânv Uma forma de reduzir o perigo de ata-r sito naquele momento sejam perdidos; ou um e ques a uma rede é a formulação de uma políataque de vírus. s e tica de responsabilidade entre os usuários. R O melhor procedimento para o trabalho . a com dados sensíveis é sempre fazer back up 7. Consultoria de Redes d (cópias) de tudo em intervalos de tempo tana z i to menores quanto maior seja sua sensibiliA implantação de uma rede r numa empreo dade e importância. sa não envolve simplesmente a colocação dos t computadores e dos softwares em funcionaau 7.3 Comportamento mento. o ã O comportamento dos usuários da rede Muito maisnque isso, o profissional deve a pode afetar seu funcionamento de forma imser capaz dei orientar os usuários e o proprip previsível. Um caso simples é quando um opeetário para os problemas que podem ocorrer, ó rador deixa de fazer o back up e algum aspectos C que envolvem sua segurança e mesimprevisto acontece. ○

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mo sua integridade. Assim, dentro do trabalho de consultoria do profissional instalador e de manutenção de redes está um rigoroso planejamento contra desastres que possam ocorrer.

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Outro ponto crítico é quando um usuário insere em seu terminal um disquete que contenha vírus sem o cuidado de verificar antes.

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O vírus pode propagar-se por toda rede

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São três os tipos de problemas ou “de-

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Cópiaque não autorizada. Reservados todos os irreparáveis. direitos autorais. causando danos sastres” podem ocorrer com uma rede. ○

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Uma forma de se gerenciar uma rede de forma apropriada é

Cópia nãocriando autorizada. Reservados todos os Essa direitos uma equipe de planejamento contra desastres. equi- autorais. pe deve envolver as pessoas que usam a rede, que sabem como repará-la, que controlam recursos disponíveis e que tenha a responsabilidade dos dados que circulam por ela. O administrador da rede é pessoa chave no processo, e deve reunir todas as informações possíveis sobre sua constituição para poder entrar em ação no caso de qualquer problema.

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s o d a v r e s e R . a d a iz r o t au

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Anotações e Dicas

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. ○

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Exercícios Propostos

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1 - Quais são as principais vantagens da organização das redes em camadas? ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... .....................................................................................................................................

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2 - A sincronização dos dados entre duas estações (terminais) é feita em qual camada? ..................................................................................................................................... 3 - O que é um protocolo? ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... 4 - Em qual camada ficam os programas do usuário de uma rede? ..................................................................................................................................... 5 - Qual é a finalidade do protocolo Ethernet? ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... 6 - Do que trata o cabeamento estruturado? ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. 136/21

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7 - Qual é a finalidade da criptografia para a segurança dos dados de uma rede?não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. Cópia ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... .....................................................................................................................................

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8 - Por que um profissional de instalação de redes precisa saber ler plantas? ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... 9 - Qual é a função de um administrador de uma rede? ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... .....................................................................................................................................

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lição

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais.

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s. i a Estudaremos como as imagensr podem ser Introdução registradas e transmitidas porto meios eletrôu nicos, e quais são os padrões usados atualA tecnologia da televisão é uma das mais a mente para isso. importantes em nossos dias, dada a populas o rização desta mídia. No entanto, quando fait você será capaz de Ao final desta e lição lamos em TV não nos limitamos às formas r entender como asiimagens podem ser convertradicionais em que o principal representante d tidas em sinais elétricos, saber como as imaé o equipamento que encontramos na maiogens em movimento podem ser reproduzidas, ria dos lares. os conhecersa estrutura básica de um aparelho o de TV, conhecer os padrões de transmissão de Televisão é muito mais do que isso. Além d imagens que são adotados no mundo inteiro e, o da possibilidade de se enviar imagens em mot finalmente, ter noções das novas tecnologias vimento a distância, a TV passa por uma evolus oque devem aparecer em breve. ção que deve levar a novas tecnologias que vão d integrá-la à tecnologia da informação, com a a 1. Imagem em Movimento transmissão tanto de imagens como de dados. r v e Princípio da Exploração s A TV comum vai se transformar emeTV digital em breve, mas isso não significa aRaboPara entendermos como é possível repro. lição completa da TV analógica tradicional. duzirem-se imagens em movimento será ina d em uma Essa forma de TV ainda vai ser usada teressante tomarmos como exemplo a a grande quantidade de aplicações, incluindo z tecnologia de que faz uso o cinema. i r aquelas que envolvem a reprodução de imao anteriores como t gens gravadas pelos padrões No cinema, o que se faz é projetar fotoas que existem em fitas. au grafias (denominadas fotogramas) em seo qüência, de tal modo que cada uma tenha a ã Também o próprio registro de imagens na cena num determinado instante. Como o inndeve continuar por um bom forma tradicional tervalo entre os instantes em que as fotos são asignifica que todo profissional i tempo, o que tomadas são muito pequenos, o nosso olho ao das telecomunicações deve conhecer bem óp observar estas fotos projetadas, não consetodas asCtecnologias, das mais simples que gue distinguí-las de modo separado, “emen○

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dando-as”. O resultado disso é que temos não a percepção das imagens se sucedendo uma a uma, mas sim uma seqüência contínua em que os objetos e pessoas em movimento fotografado nos passam essa sensação.

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envolvem a transmissão da imagem em branco e preto (monocromática) às formas mais avançadas que ainda estão em fase de implantação no momento da redação desta lição, como é o caso da TV digital. Esta lição vai justamente tratar disso.

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Cópia não autorizada. Reservados todos osFonte direitos autorais. de luz Obturador

Filme

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s o odcorte da imagem quanNo cinema, para que não tenhamostum do os fotogramas são projetados, umssistema mecânico denominado cruz de malta corta a luz no breve do intervalo de tempo em que sai o fotograma projetado e entra oaseguinte. v r e “emende” essas imagens, elas devem Para que o nosso cérebro s ser projetadas numa sucessão e mais rápida do que 16 imagens por R segundo. Isso ocorre devido a uma propriedade da visão humana, . retiniana, que faz com que as imagens denominada persistência a registradas pelosdnossos olhos persistam na retina por pelo menos 1/16 segundos. za i r o Comot uma cena ou um fotograma contém muitos detalhes, para que possamos convertê-lo em sinais elétricos para a televisão, preau cisamos o usar uma técnica diferente. O que se faz neste caso é deã compor a imagem em linhas que possam ser varridas ou lidas por n Figura 13

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um sistema exploratório. Assim, no sistema M, adotado no Brasil, as imagens de TV são divididas em 525 linhas que são lidas uma a uma, conforme sugere a figura 14.

Retorno Figura 14

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Na verdade, 31,5Reservados dessas linhas são apagadas tempo de autorais. Cópia não autorizada. todospara osdardireitos o sinal retornar ao início da tela seguinte, até começar um novo fotograma, o que resulta numa imagem com 493,5 linhas visíveis na tela.

Num sistema branco e preto, mais simples de entender, o que se faz é ler os pontos de claro e escuro de cada linha gerando um sinal cuja intensidade equivale à luminosidade do ponto, conforme mostra a figura 15.

Intensidade Máxima Intensidade Intermediária Intensidade Nula

Figura 15

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Isso significa que um fotograma, ou seja, um instantâneo da imagem que deve ser transmitida, que denominamos de quadro é formado por uma seqüência de linhas, cada qual com um sinal que corresponde à intensidade que cada ponto dessa linha deve ter.

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s o d a É evidente que devemos produzir uma seqüência desses sinais v numa velocidade r que corresponda a cada quadro muito alta, justae mente aquela que necessitamos para que nossos olhos não perces e bam a mudança de um quadro para outro. R . a de TV são transmitidos 30 quadros em cada No nosso sistema d segundo. za i r ocorre o processo inverso para a reprodução. O Na televisão o t circuitouda televisão recebe os sinais correspondentes a cada linha a em seqüência na tela. Assim, a cada segundo são reproe os coloca o duzidos os 30 quadros captados pela câmara, o que impede que ã olhos percebam a passagem de um para outro. nnossos

Para transmitir as imagens em cores, além da intensidade luminosa de cada ponto de imagem de uma linha, é preciso saber também qual é a sua cor. Isso é feito com a produção de dois sinais que são transmitidos para a televisão, conforme mostra a figura 16.

Figura 16

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Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. Sinal de luminância

Sinal de cor

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s. i a r to u O primeiro sinal corresponde à luminosidade do ponto, ou seja, a quanto de brilho ele apresenta, e é denominado luminância. s O segundo indica quanto de cada cor fundamental entra na composição to i desse ponto para lhe dar a cor original. re i d O que ocorre é que podemos reproduzir qualquer cor trabas lhando com apenas três cores básicas, o vermelho o (Red), o verde (Green) e o azul (Blue), daí o sistema de TV em s cores fazer uso de o um sinal RGB. d o tobtidas por meio de filtros Dosando essas três cores, que são s na câmara, podemos transmitir poroum sinal separado, a informad ser reproduzido num sinal deção da cor de cada ponto que deve a v nominado matiz. r e s No sistema de TV tradicional (analógico), os circuitos dos telee R visores monocromáticos (branco e preto) só reconhecem o sinal de . reproduzem a cena em tons de cinza (do luminância e, por aisso, branco ao preto).d za i r Nas televisões coloridas existem circuitos que reconhecem o o t sinal de matiz e com isso acionam o sistema reprodutor de cores que trabalha au com um cinescópio tricromático. Nesse cinescópio, conforme o mostra a figura 17, em cada ponto de uma linha existem ã ntrês pontos coloridos ou “tríade” que correspondem às cores que devem fazer a sua reprodução. Dessa forma, ao receber a informação de que naquele local da Máscara de sombra Pontos luminosos de fósforo na tela (tríades) Canhões de feixes de elétrons

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. Figura17 ○

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deve ser reproduzido um ponto de todos determinada os três autorais. Cópia nãotela autorizada. Reservados os cor, direitos pontos são excitados nas devidas proporções “acendendo” com intensidades que, combinadas nas suas três cores, resultam na cor e brilho original do ponto transmitido. Evidentemente, todo esse processo é muito rápido, de modo que uma imagem inteira é explorada e reproduzida num tempo de apenas 1/30 segundo, o que faz com que nosso cérebro perceba apenas uma imagem contínua em movimento.

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s. i ra Na TV digital tanto a exploração como a reprodução se man- o t tém. O que muda é o modo como os sinais são transmitidos e receu bidos, além do número de linhas que, aumentado, possibilitaa a s obtenção de imagens mais nítidas. o it e Observe, portanto, que a nitidez de uma imagem restá diretamente ligada ao número de linhas transmitidas (que di é fixo) e ao número de pontos de cada linha (que depende da qualidade dos os circuitos receptores). s o d 2. Tubo de Raios Catódicos o t O componente básico do receptorsde TV tradicional é o tubo de o raios catódicos ou TRC (CRT sedadotarmos a abreviação em ina glês). v r e Novas tecnologias de reprodução de imagens estão disponíveis, es de cristal líquido (LCD) e de plascomo a que faz uso de displays R ma, por exemplo. No. entanto, para entender o princípio de funcioa devemos partir do TRC na TV monocromática namento do televisor d (branco e preto). za i r o Conforme mostra a figura 18, um cinescópio ou TRC consiste t num tubo de vidro, no qual é produzido vácuo e onde elementos ou au são eletrodos instalados. o nã Figura 18

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. ○

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Cópia não autorizada. Reservados todos Alta ostensão direitos autorais. (MAT) Eletrodo de foco Tela

Filamento

Ponto luminoso

Feixe de elétrons -V Catodo Deflexão magnética (Yoke) Grade de controle

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Quando o filamento do cinescópio ou TRC é aquecido, o cátodo, que se mantém num potencial fortemente negativo, produz um feixe de elétrons que é acelerado em direção a tela pela altíssima tensão que é aplicada nela através de uma cobertura condutora denominada aquadag.

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s o d a rv A tensão de aceleraçãoedos elétrons depende do tamanho da s milhares de volts até mais de 35.000V tela e pode variar entre alguns e (nos cinescópios maiores). R . a Eletrodos de dfocalização do feixe fazem com que ele possa se movimentar em zatodas as direções e incidir em qualquer ponto da i r a produzir um ponto luminoso, pois ela é recoberta tela, de forma o de fósforo. t u a Os circuitos de deflexão horizontal fazem com que o feixe varo nraãa tela produzindo as linhas exploração horizontal, enquanto que

os circuitos de deflexão vertical fazem com que cada linha se inicie pouco abaixo da anterior, ou seja, movimentando as linhas no sentido vertical. Veja então que para cada conjunto de linhas de um quadro, a varredura vertical faz apenas uma exploração completa, o que significa que seus circuitos trabalham numa freqüência muito mais baixa. Nos televisores em cores os cinescópios são diferentes. Ao in-

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de produzirem apenas um feixe de elétrons, seja, de terem autorais. Cópia nãovés autorizada. Reservados todosouos direitos apenas um canhão eletrônico, possuem três, um para cada cor básica, conforme mostra a figura 19.

Feixes de elétrons

Tríade

R G B

eletrodos de foco e controle

+

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Máscara

bobina de deflexão

Figura 19

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s o it e r i d Tela

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s o d a v r e Os circuitos de processamento de cor determinam a intensis e dade de cada feixe na reprodução de cada ponto, e o circuito de deflexão faz com que.osRtrês feixes incidam em cada tríade ao mesmo tempo, conforme aaposição do ponto que deve ser reproduzido na d tela. a iz r 3. Formatos o e Padrões t au a transmissão das imagens de TV foram adotados diverPara opadrões que são válidos em diversos países do mundo. sos ã n

A tela é recoberta de pontos de fósforo luminoso formando conjuntos ou tríades. Usando de artifícios especiais, cada feixe só pode incidir no ponto da cor correspondente.

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O primeiro ponto a ser observado é que as imagens comuns de TV analógica possuem um sistema de exploração entrelaçada. Assim, numa primeira exploração ou varredura da imagem, apenas as linhas ímpares são exploradas e transmitidas. Numa segunda varredura, apenas as linhas pares. Obtemos os quadros entrelaçando essas linhas pares e ímpares. Cada quadro é formado por campos, ou seja, conjuntos de li-

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pares ou ímpares, conforme mostratodos a figura 20. Cópia nãonhas autorizada. Reservados os direitos autorais. Linhas ímpares

Linhas entrelaçadas

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Linhas pares

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Figura 20

Campos

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s o it e Quadro r i d

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s o d a v é o M, com um total de 525 linhas, No Brasil o padrão adotado r e para o tempo de retorno da varredudas quais 31,5 são reservadas s ra, que resulta um sinal e com a forma mostrada na figura 21. R . a d a tH Parte visível iz r o t au tRH o ã n

O número de linhas e de quadros (e campos) é estabelecido por padrões que vigoram de formas diferentes, em diversos países.

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(53,34 ms)

(53,34 ms)

10,16 ms

Sinal horizontal

Linha 2

Linha 1 (53,34 ms)

Pulsos de apagamento

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Para a transmissão da imagem em cores

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Em outros países podemos encontrar nú-

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Cópia nãodeautorizada. Reservados todos os direitos autorais. meros diferentes linhas que dependem da existem basicamente três sistemas: NTSC (adotado nos Estados Unidos e outros países), PAL (adotado na Europa e no Brasil) e o SECAM (adotado na França). No Brasil temos ainda a adoção do PAL-M para as nossas transmissões de TV analógica.

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freqüência da rede da energia, como sistemas de 405, 625 e 819 linhas, por exemplo.

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O formato da tela na TV tradicional é o 3´4, ou seja, a relação entre a altura e a largura da imagem é 3´4, conforme mostra a figura 22.

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Para a TV digital, no momento em que essa lição foi produzida ainda não havia sido definido o padrão a ser adotado.

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4. Sincronismo

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s o Para que haja uma itreprodução correta das 3 e imagens no televisor, r o sinal da câmara deve i estar absolutamente d sincronizado com o sinal que reproduz s a imagem. Em outras palao vras, quando a câmara estiver explorando a primeiraslinha da imagem de um campo (meoum quadro), o feixe de elétrons que tade de d reproduz to essa imagem no televisor remoto 4 deve s estar varrendo também a primeira lio nha. Isso exige tanto que as freqüências de d exploração Figura 22 - TV analógica dos sinais na câmara sejam iguais a v como que as freqüências de exploração do No entanto, a TV digital ou TV de altaer receptor de TV também. s definição (abreviada por HDTV) tem um fore mato de 16´9, conforme mostra a figura 23. R Devem existir também sinais que ajudem . a o receptor a ter uma referência para sincrod nizar sua varredura, ou seja, para que ele saia z ba exatamente quando começa uma nova i r linha e quando começa um novo campo. o t 9 au Assim, conforme mostra a figura 24, no o início de cada linha é transmitido um pulso ã de sincronismo horizontal, ou seja, um pulso n que indica ao receptor quando começa uma a i linha e no final de cada campo é emitido um óp 16 pulso de sincronismo vertical, que indica ao C

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Figura 23 - TV digital (HDTV)

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Instituto Monitor Pulso de sincronismo Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. horizontal Nível do branco

0v

Nível do preto - 40 1 linha

receptor quando começa um quadro novo.

s o it pelo As freqüências dos dois sincronismos são determinadas e r i padrão adotado em cada país. d s Para o profissional é muito importante conhecer o essas freqüêns cias e os tempos de varredura, pois eles podem ajudar a diagnostio num osciloscópio. car problemas dos circuitos, quando observados d Temos então os seguintes tempos e freqüências a considerar: to
Como são transmitidos 30 quadrossde 525 linhas a cada segundo, o nos televisores é: a freqüência de varredura horizontal d a fh = 30 ´ 525 = 15.750Hz r v e s e ou seja, o tempo de produção de uma
O tempo de varredura, R linha será: 1 a. 15.750 Th = =d63,5µs (microsegundos) za i r
Como ooretorno ocupa 16% desse tempo ou o tempo de 31,5 lit tempo vale: nhas,uesse a tr = 16% ´ 63,5 = 10,16µs o nã Figura 24

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A freqüência vertical é de 60Hz (60 campos ou 30 quadros por segundo). 1 Isso corresponde a um tempo de quadro de: 60 tq = = 16,67ms


O retorno vertical 1 dura: 60 trv = 0,06 ´ = 1ms

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5. Largura de Faixa Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. Para transmitirmos sinais de áudio como voz e música, precisamos de uma faixa relativamente estreita do espectro. No entanto, para transmitir uma imagem, onde existem muitos detalhes e a quantidade de pontos é muito alta, a faixa ocupada pelo sinal deve ser muito mais larga.

s. i a r to u a

Essa faixa deve ser tanto mais larga quanto maior for o número de linhas, o que significa que ela varia conforme o sistema. Assim, para um sistema de 405 linhas precisamos de apenas 3MHz; enquanto para um sistema de 625 linhas, precisamos de 5,5MHz. Isso significa que, se vamos transmitir as imagens por Para as 525 linhas de canais de rádio connosso sistema vencionais ou por precisamos de cabo, precisamos de 4,5MHz. uma faixa bem maior, pois precisamos incluir também o sinal de áudio e dar uma margem de segurança entre um canal e outro para que eles não interfiram.

s o d o t

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s o it e r i d

s o d a v r No nosso sistema, cada canal ocupa uma e faixa des6MHz, com a distribuição dos diversos e sinais, mostrada na R figura 25. . a d Portadora Figura 25 de vídeo a z Portadora ri de som o t au 4 MHz o nã 0,75 MHz

4,2 MHz

1,25 MHz

0,25 MHz

4,5 MHz

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. Largura do canal - 6 MHz ○

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Com a necessidade de mais canais, a fai-

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Veja que o sinal de cor é colocado na mes-

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Cópia autorizada. Reservados todos os direitos ma faixa donão sinal de vídeo (luminância) exisxa de UHF a partir dos 470MHzautorais. foi disponibilizada para os canais de 14 a 83.

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tindo um recurso nos próprios circuitos dos receptores que possibilita sua separação.

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O sistema de TV a cabo ampliou mais ainda o número de canais possíveis. Como o sinal fica retido no cabo, freqüências que são usadas com outras finalidades em serviços de telecomunicações via ondas de rádio, podem ser usadas sem problemas. Assim, no sistema por cabo, temos uma alocação diferente das freqüências, num espectro diferente e mais amplo.

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Veja também que os sinais de áudio podem ser multiplexados, significando que existem canais comuns que transmitem apenas um programa de áudio enquanto que outros, além de um canal estéreo (dois canais, na realidade) possuem um segundo programa de áudio (SAP) em que, por exemplo, o som original de um filme em inglês pode ser transmitido simultaneamente à dublagem.

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s o t Definição 7. TV Digital e de iAlta e 6. Alocações de Freqüências r A TV tradicional di usa sinais que correspondem, de forma Os primeiros canais de TV que apareces linear, à luminosidade e o matiz de cada ponto de imagem. Trata-se, porram enviavam seus sinais através de ondas de rádio. tanto, desum processo analógico de transmiso são dedimagens. Como o espectro eletromagnético (ondas to de rádio) é limitado, e para as transmissões s Novas tecnologias estão surgindo e, com o a evolução da eletrônica digital, tornou-se de TV exige-se uma faixa mais larga do que d possível a sua aplicação também na transmispara transmissão de sons, para as estações a v são de imagens. Assim, a TV digital (na ocaforam destinadas freqüências inicialmente da r faixa de VHF, compreendida entre 54see sião da elaboração desta lição) já estava sendo adotada em nosso país, com grandes vanta216MHz com 6MHz para cada canal, e umeinR tervalo entre 88 e 174MHz. gens em relação à TV analógica comum. . a d de VHF No entanto, é preciso considerar que, Essa faixa corresponde aos canais a z quando se fala em TV digital, isso não signibaixos e altos com as seguintes freqüências: i r fica que ela é totalmente digital. Nossa visão o t CANAL FAIXA DE FREQÜÊNCIAS (MHZ) é analógica, o que quer dizer que na explorau a ção da imagem ainda temos processos analó2 54 – 60 o gicos, e a reprodução final também. Apenas 3 60 – 66 ã a transmissão e o processamento da imagem n 4 66 – 72 é que são digitais. a i 5 76 – 82 6 82 – 88 óp Analisemos de forma simplificada seu 7 C 174 – 180 princípio de funcionamento, tomando como 10

192 – 198

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198 – 204

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base o diagrama de blocos da figura 26.

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13 210 – 216 Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. ○

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Instituto Monitor Sinal digital Cópia nãoCâmara autorizada. Reservados todos os direitos autorais. Sinal digital de vídeo 101001

DSP (ADC)

Processado (compressão 101001 digital)

Transmissor (Sinal analógico)

Sinal de vídeo analógico Sinal analógico

Sintonizador

Analógico

Digital

s o d o t

Circuitos de vídeo

Demodulador conversor D/A

os

s. i a r Modulador Transmissor to au s o Cirescópio it e (analógico) r i d

s o d à imagem que deve ser transO sinal de vídeo que corresponde a v digital. mitida é convertido para a forma r e s Na amostragem, cada e intensidade instantânea da luminosidaR de e cor é convertida num valor binário ou digital. No entanto, an. tes desse valor seratransmitido, ele passa por um processador que d de compressão. A finalidade desse algoritemprega um algoritmo a mo é reduziriza faixa de freqüências necessária à transmissão da r imagem, comprimindo a informação. o t Na auTV analógica cada ponto de imagem deve ser transmitido, mesmo o que a tela toda num determinado instante seja preta. ã n Figura 26

ia p ó C

Na TV digital, se houver uma grande região de uma determinada cor, em lugar de transmitir um a um todos os pontos dessa região, simplesmente transmitem-se as coordenadas que delimitam a região e o valor binário das cores que devem preenchê-la. Numa tela em que exista algo em movimento com uma vasta região parada de fundo, pode-se apenas transmitir a parte que se altera, indicando a parte que se mantém fixa.

Cópia

O resultado final disso, é que a faixa ocupada se torna tão pepara um canal, que no mesmo espaço onde hoje aloca um nãoquena autorizada. Reservados todos os sedireitos ○

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autorais.

Instituto Monitor

canal de TV analógica, podem caber diversas Cópia nãoúnico autorizada. Reservados todos ostransmissões direitos autorais. simultâneas na forma digital.

Na TV digital além de não termos uma largura fixa para um programa, já que ela pode variar em função da dinâmica da imagem, ou seja, na necessidade de banda que a cena transmitida necessita, podemos transmitir diversos programas no mesmo canal.

s. i a r to u a

O telespectador poderá, desta forma, ao sintonizar um determinado canal, escolher um dos programas daquele canal que está sendo transmitido, em determinado momento, por exemplo: filme, noticiário, partida de futebol, desenho animado, etc. Tem-se a possibilidade de transmissões simultâneas.

ia p ó C

s o Outra vantagem do sistema é que sendo digital, existem it meios e de se testar a integridade do sinal que chega. Assim,rusando um processo de redundância pode-se fazer uma imagem di chegar sem distorções ao usuário que ficará livre de problemas como chuvisos cos, fantasmas, interferências, etc. s o d 8. Câmaras de Vídeo o t s A finalidade da câmara de vídeo o sinal de vídeo o é produzir que transporta a informação correspondente à imagem que deve d a ser reproduzida. v r e Com a evolução da TV es diversos tipos de dispositivos ou tubos captadores de imagemRforam criados para serem usados nas câma. ras de vídeo. a d a Os primeiros foram os chamados Iconoscópios, desenvolzportipos i vidos em 1923 Zworkyn, sendo o primeiro a usar recursos tor o talmente teletrônicos. Seguiram o Super Emitron em 1936, o Orticom em 1939ue o Vindicon que apareceu em 1954. a o Finalmente, temos os CCDs que fazem parte da maioria das nã

câmaras de vídeo portáteis, que são os primeiros de estado sólido, ou seja, que usam dispositivos semicondutores. Analisaremos aqui o princípio de funcionamento do Vidicon, que é o mais usado atualmente. Na figura 27 temos um Vidicon representado de maneira simplificada.

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Instituto Monitor 2 3 Cópia não 1autorizada. Reservados todos os direitos autorais. 9

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7

13

14

10 - 30V

s. i ae deflexão r 1, 2, 3 - bobinas de foco 4 - catodo to 5 e 6 - eletrodosu de focalização a 7 - feixe de elétrons s 8 - anodo ode controle 9 - grade t i 10 - eletrodo e foto sensível 11i-reletrodo de captação de sinal 12 d - lente

13 - Objeto os 14 - saída de sinal de vídeo

Figura 27

s o d o t a partir de um sistema de A placa alvo, onde incide a imagem s o lente, tem uma substância fotocondutiva. d a v A placa é revestida por uma substância denominada Nessa Film, re tem a propriedade e a base de Estanho e Selênio, de mudar de res sistência em função da luz que nela incide. e R . do tubo existe um revestimento condutivo a Do lado externo a d ser retirado o sinal elétrico. partir do qual pode a iz Fazendor a varredura dessa placa com um feixe eletrônico, nos oque a luz é intensa, a condutividade é maior e, com isso, t pontos em obtém-se au uma corrente maior. o ã n Nos pontos escuros a resistência é maior e a corrente obtida é Num tubo onde existe vácuo são colocados diversos eletrodos.

ia p ó C

menor.

Ligando um resistor de 2Mohms como carga, podemos obter nesse ponto do Vidicon um sinal de vídeo que, depois de amplificado, pode ser transmitido ou gravado. Para uma câmara de vídeo em cores são usados três tubos desse tipo havendo uma seleção óptica com a ajuda de filtros e espelhos parciais, de modo que cada um receba a imagem numa das cores básicas, conforme mostra a figura 28.

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Instituto Monitor Fvm E Cópia nãoAautorizada. Reservados todos os direitos autorais. z Vm Ep

Ep

Fvd Vd

Vd Faz E

Vm

Filtros Ep - espelhos parciais E - espelhos

Figura 28

s o d o t

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s o it e r i d

. s i A3 a r to u a

Os sinais RGB obtidos desta disposição são combinados de modo a resultar no sinal de cor que deve ser processado para gravação ou transmissão.

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s o d a v r e s e R . a d a iz r o t au

Anotações e Dicas

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Exercícios Propostos

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1 - O que é persistência retiniana? ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... .....................................................................................................................................

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os

2 - O cinema usa o princípio da exploração da imagem? Explique. ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... .....................................................................................................................................

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3 - Quantas linhas usa o sistema de TV adotado no Brasil? . ...................................................................................................................................

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4 - Qual é a largura de faixa de um canal de TV no Brasil? .....................................................................................................................................

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5 - Quais são as cores básicas usadas no sistema de TV em cores? . ...................................................................................................................................

C

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6 - O que é uma tríade? ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... .....................................................................................................................................

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7 - Como é formado o sinal de vídeo na TV digital? ..................................................................................................................................... Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... .....................................................................................................................................

di

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8 - Qual é a freqüência de sincronismo horizontal usada nos televisores em nosso país? ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... .....................................................................................................................................

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9 - Qual é a diferença entre quadro e campo? ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... .....................................................................................................................................

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lição

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais.

3

s. i Introdução ra o t u Os sistemas telefônicos tradicionais, usando fios, estão pasa sando por uma grande transformação. As linhas telefônicasscomuns, além de servirem para a comunicação através da voz também to i são usadas para o transporte de dados e outros tipos de serviço reequipaimportantes. No entanto, o telefone ainda é o principal i d e escritórimento de comunicação da maioria dos lares, empresas s os do mundo inteiro. o s O que denominamos de telefonia fixa temopor base uma tecnologia que evoluiu e que exige conhecimentos odnão só das configurat ções elétricas tradicionais, mas também de recursos eletrônicos s importantes. o d a O profissional da telefonia vmoderna deve dominar também a r eletrônica, o que o torna umeespecialista não simplesmente em telefones, mas em telecomunicações. es R . Assim, nesta lição analisaremos o princípio de funcionamento a dos telefones fixosdem sua função básica que é a de estabelecer a comunicação pela za voz entre dois pontos, deixando para a transi missão de dados or e outras funções, lições especialmente destinadas a estas tecnologias. t au O o ponto de partida de nossos estudos é a própria palavra huã mana n que tem uma faixa de freqüências tipicamente situada entre

Telefonia Fixa

e 3.400Hz. Em função desta banda de freqüências é que todos a300 i os sistemas telefônicos fixos foram projetados. óp C Também devemos levar em conta que os sistemas telefônicos são bidirecionais no sentido de que por uma mesma linha trafegam sinais em dois sentidos, conforme mostra a figura 29.

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Instituto Monitor Linha de 2 fios

Som TRANSDUTOR Cópia não autorizada. Reservados todosTRANSDUTOR os direitos autorais.

Som (palavra)

Linha de 2 fios Som (palavra)

(palavra)

RECEPTOR

EMISSOR

TRANSDUTOR EMISSOR

TRANSDUTOR RECEPTOR

Figura 29 - Sistema telefônico básico

. Som s i a(palavra) r to u a

s o it ter Isso significa que num sistema telefônico básico devemos e r dos transdutores de transmissão (microfones) e de recepção (fones) di dois lados da linha. s o Será justamente partindo dessas idéias iniciais desenvolssão que veremos esta lição de nosso curso cujos objetivos os de analisar o dfixo, entender o prina estrutura básica de um aparelho telefônico o t cípio de funcionamento dos sistemas telefônicos, analisar as prins cipais características das linhas telefônicas e saber como funcionam o d as redes públicas e centrais telefônicas. a v r 1. O Aparelho TelefônicoeBásico s e O aparelho telefônico R básico tem dois transdutores como ele. mentos básicos, um para captação da voz, que é o transdutor emisa para sor ou microfone; e um a reprodução da voz, que é o transdutor d a receptor ou fone. iz r o Emissor t 1.1 Transdutor au Na o telefonia tradicional o transdutor emissor consiste num ã microfone de carvão de baixa impedância, cuja estrutura é mosn trada na figura 30. ia p ó C

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Diafragma Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. Som

Grãos de carvão

Eletrodo Corrente Corrente

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s o d o t Tempo

s o dcarvão e seu sinal Figura 30 - O microfone de a v r O carvão ou carbono (grafite) e apresenta uma resistividade que s depende do seu grau de compressão. Quanto mais comprimidos eserá a resistência estiverem os grãos, menor elétrica que eles apreR . sentam. a d Numa caixinha za contendo os grãos de carvão é colocado um i diafragma que,r por sua movimentação pode comprimir e distender esses grãos.to u a Ligando uma bateria ao circuito, observamos que a corrente o queã circulará pelos grãos dependerá justamente da resistência que n apresentam. eles a i p Se emitirmos algum som diante do diafragma, as ondas sonoó C ras farão com que ele se movimente no sentido de comprimir e distender os grãos, provocando uma alteração da sua resistência.

O resultado desta alteração é uma variação da corrente que passará a ter um padrão, cuja forma de onda corresponde justamente à forma de onda do som que incide no diafragma, conforme mostra a figura 31.

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Instituto Monitor Maior pressão

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. Corrente

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Corrente sem som

Menor pressão

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Tempo s o it e r di

s o d um sinal cuja forEm outras palavras, obtemos nesse circuito o t ma de onda corresponde à forma de onda do som captado e que s pode ser transmitida à distância através o de fios comuns. d a v 1.2 Transdutor Receptor r e Para converter as variações es de corrente que correspondem aos R novamente em som, precisamos de sons captados pelo microfone . um transdutor receptor a ou fone. d Na figura 32 zatemos a estrutura básica de um fone de ouvido i r magnético de armadura móvel. o t Diafragma au o ã n a i p ó C Bobina Figura 31 - Variação da corrente com o som

Sinal Figura 32 - Fone magnético

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Um diafragma é preso a uma armadura de metal que está posicionada nas proximidades de um eletroímã.todos Quando os uma direitos corrente não autorizada. Reservados circula pela bobina do eletroímã é criado um campo magnético que atrai a armadura e assim pode movimentar o diafragma.

autorais.

Se a corrente que circular pela bobina for variável, com variações que correspondam aos sons captados por um microfone, por exemplo, o campo criado fará com que o diafragma se mova de maneira correspondente. O diafragma vai se mover de forma a pressionar e distender o ar em sua volta, num padrão que corresponde justamente ao som original.

s. i a r to Em outras palavras, as ondas de compressão e descompressão u do ar que ele vai produzir corresponderão aos sons originalmentea s captados pelo microfone. o it e 1.3 Aparelho Básico r di Em um sistema telefônico muito simples, podemos os ligar um microfone e um fone com dois cabos, e uma fonte de alimentação smicrofone, conforque vai fornecer a tensão para a polarização do o d me mostra a figura 33. o t s o Transmissor d a v Receptor r e s Bateria e R . a Figura 33 d a Num sistema iz bilateral podemos usar fios separados, ou então r um fio comum to para interligar os aparelhos, conforme mostra a figura 34. u a o nãTransmissor Receptor a i óp C Transmissor Receptor

Figura 34

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No entanto, seria muito melhor, em termos de economia, se pudéssemos usar o mínimo de fios para interligar as duas não autorizada. Reservados todos os estações, direitos e isso realmente ocorre.

autorais.

Isso nos leva à estrutura do aparelho telefônico básico que pode ser interligado por apenas dois fios ao telefone semelhante na estação remota, conforme mostra a figura 35. Gancho

s. i a r to Transmissor u a

Gancho Receptor

Receptor

Transmissor

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s o it e r di

s o d Figuraa35 v r e por este equipamento elementar, Conforme podemos observar s um componente adicional e é utilizado para se obter melhor desemR penho do sistema. . a d tem por finalidade modificar a impedância O transformador a z dos sinais que idevem ser transmitidos pela linha telefônica eler vando-a. O que ocorre é que os sinais obtidos com um microfone de tobaixa carvão sãoude impedância, e a atenuação, ou seja, a perda de a numa linha telefônica é tanto maior quando menor for intensidade o a impedância da fonte de sinal. Assim, elevando a impedância, poã demos casar as características do aparelho telefônico com a linha, n reduzindo as perdas. ia p ó outro elemento do circuito é o interruptor colocado no ganC cho Um do telefone, que tem a finalidade de ligar a alimentação do Transformador

circuito, no caso uma bateria, quando o fone é retirado do gancho. O que vimos é um circuito telefônico elementar que serve para demonstrar o seu princípio de funcionamento.

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1.4 Telefone Real

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. Nos sistemas antigos, ao retirar o fone do gancho, uma luz de alerta acendia na central telefônica e o usuário pedia à telefonista para ligar para o número desejado. Uma campainha no aparelho indicava quando alguém estava chamando.

Hoje em dia temos mais do que isso. Os telefones possuem um sistema de disco ou tecla que permitem fazer a conexão diretamente para o número desejado.

s. i a r Estes sistemas produzem pulsos ou tons que indicam para equi- to pamentos inteligentes de uma central, em qual aparelho deve ser u a feita a conexão. s topara i Nos sistemas modernos, circuitos eletrônicos são usados gerar os pulsos ou tons. Estes circuitos incluem recursos readicioi d nais com o uso de microprocessadores tais como a memorização de s números, rediscagem, identificação do número da estação remota o e assim por diante. s o Essas conexões envolvem a utilização dedredes e centrais cujo tono decorrer desta lição. princípio de funcionamento será analisado s o d 2. Linhas/Perdas/Ruídos a v r 2.1 Linhas e s e Os cabos usados na transmissão telefônica apresentam caracteR rísticas especiais poisa.tanto devem proporcionar o maior alcance possível, como devem d evitar a degradação dos sinais (perdas) ou a a presença de ruídos (resistência média de par metálico = 385 Ω/km). iz r o inicial a ser considerado numa instalação telefônica Um ponto t é que pode-se au economizar um dos fios se o retorno ou o outro fio for substituído pela terra, conforme mostra a figura 36. o ã n Figura 36 a i Transmissor 1 fio óp C Receptor

TERRA Retorno

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Nesse sistema temos alguns fatores a seA vantagem desses cabos está na maior rem considerados por exemplo, Reservados o fato resistência física e também na possibilidade Cópia nãocomo, autorizada. todos os direitos autorais. de que a resistência do único fio usado é maior de se agregar diversas linhas num único cabo. do que a resistência da terra, o que torna a linha desequilibrada. Uma característica importante dos sinais é que à medida que a sua freqüência aumenO segundo fator a ser considerado é que ta sua propagação através de um fio tende a existem muitos outros circuitos usando a terocorrer pela sua parte externa. ra como retorno, como, por exemplo, os circuitos de transmissão de energia elétrica, o Essa propriedade possibilita a utilização que pode causar uma interação entre eles e, de um tipo de cabo com propriedades muito com isso, problemas de retorno. importantes que é o cabo coaxial.

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s. i a r to u Assim, partimos da linha telefônica coa39, o cabo coaConforme mostra a figura mum formada por dois condutores isolados s xial é formado por um condutor interno e uma comuns, conforme mostra a figura 37. to ambos separamalha ou blindagem externa, i dos por um material reisolante. i d s Figura 37 o Isolador externo Condutor interno s o No entanto, esse tipo de linha tem o prod blema de ser sensível a interferências e ruíto Malha ou blindagem dos, o que significa que se trata de uma s o Isolador interno solução que só deve ser usada para transmisd são em curtas distâncias. a v Figura 39 r Os fios comuns ou pares trançados são, e portanto, usados apenas nos últimos metros es A principal vantagem do cabo coaxial é a de uma conexão. R sua impedância constante, que independe do . a comprimento e a possibilidade de trabalhar Outro tipo de conexão é feita com cabos d com sinais de freqüências muito altas. elementares de dois condutores e a cabos múlz tiplos, mostrados na figura 38.ri 2.2 Perdas o t au Qualquer que seja o tipo de condutor cono siderado, o material usado possui uma resistência elétrica e, além disso, o material isolante nã não é perfeito, permitindo que uma corrente ia pequena escape. p ó 2 condutores Cabo múltiplo C O isolamento também faz com que entre o condutor e o meio externo (que não é um isolante perfeito) ou um condutor próximo, se comporte como um capacitor. Esse capacitor, além de armazenar energia, apresenta um certo efeito na propagação, principalmente nos sinais de freqüências mais elevadas.

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Figura 38

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Em uma redede telefonia convencional, a resist”encia média do par metálico é de 280W/ Km. Assim, a partir da medida da resistência do par, é possível calcular o comprimento deste.

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Tudo isso faz com que o sinal que chegue ao outro extremo do caboautorizada. tenha uma intensidade menor do quetodos aquela que tem no não Reservados oseledireitos início do cabo. Essa diferença de intensidades caracteriza o que se denomina perda ou atenuação de um sinal.

autorais.

Um fator importante a ser considerado na telefonia é que a atenuação não ocorre da mesma forma com todas as freqüências dos sinais transmitidos.

s. i a r to u a

Conforme mostra a figura 40 as atenuações são maiores com os sinais das freqüências mais elevadas. Perda (db)

s o d o t

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s o Freqüência (Hz) d 3K 300 a v r Figura 40 - Perdas numa e linha telefônica comum s e 2.3 Ruídos R . a da informação que está sendo transmitida apaJuntamente com a rece uma informação indesejável que pode ter as mais diversas z i r origens. Essa informação é denominada ruído. o t Existem au diversos tipos de ruídos presentes numa linha telefônica: o ã n de resistência ou ruído térmico
Todo material a uma temaRuído i peratura acima do zero absoluto gera ruídos pela agitação de seus óp átomos. Esse ruído aleatório é também denominado ruído de JohnC son, que se espalha por uma ampla faixa de freqüências. Ruído de Flutuação
Esse ruído pode ser natural, gerado por fenômenos atmosféricos como, por exemplo, tempestades elétricas devidas a aumento da atividade solar, ou artificiais (industriais) geradas pelo próprio homem através de equipamentos de uso comum. Dentre as fontes destes ruídos destacamos os sistemas de

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ignição de automóveis, equipamentos de uso doméstico e industrial, etc. autorizada. Os condutores que formam os sistemas telefônicos atuam como não Reservados todos os direitos antenas, captando esses ruídos que se propagam pelo espaço na forma de ondas eletromagnéticas.

autorais.

Ruído Estático
Esse ruído afeta os rádio-enlaces, sendo produzido pelas tempestades ou alterações que ocorrem na ionosfera, principalmente devido à atividade solar. Este ruído tem um ciclo de altos e baixos de 27,3 dias, que corresponde justamente ao período de rotação do sol; e suas intensidades máximas são determinadas pelas manchas solares.

s. i a r to Ruído Galáctico
Este tipo de ruído também aparece nos rádio- u enlaces, tendo como origem os raios cósmicos produzidos por fe-a s nômenos que ocorrem no universo. o it e Ruído Branco
Esse ruído predomina principalmenter nas freqüências menores que 1kHz e diminui sua intensidade di à medida que a freqüência aumenta. Esse ruído também é conhecido como osEle é o resulruído de excesso ou ruído 1/f (onde f é a freqüência). ssistema de forma tado da soma de todos os ruídos presentes no o d por pulso), que aleatória, exceto os ruídos impulsivos (formados o são resultantes dos sistemas de ignição. t s o 2.4 Relação Sinal/Ruído d a v r Para que um sinal que transporte uma informação possa ser e detectado e reproduzido corretamente no extremo receptor do siss e tema, é preciso que a suaR potência útil seja maior que a potência do ruído presente, ou que.pelo menos tenha um valor mínimo especia ficado. d za Para isso, réi muito importante especificar num sistema telefôo outros sistemas de telecomunicações), a relação sinico (como tem nal/ruído.uEssa relação é expressa em dB (decibel), a partir da seguinteafórmula: o ã n æPs ö a N = 10 log ç ÷ i è Pr ø p ó C Onde:

N é a relação sinal/ruído em dB Ps é a potência do sinal Pr é a potência do ruído

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Como os sistemas físicos de transmissão dos sinais telefônicos envolvem apenas dispositivos que atenuam os sinais, éos preciso comnão autorizada. Reservados todos direitos pensar essa atenuação de alguma forma.

autorais.

Para essa finalidade são usados circuitos ativos, ou seja, amplificadores que empregam dispositivos semicondutores como transistores, com a finalidade de compensar as perdas que existem, aumentando a intensidade dos sinais.

s. i a r to u O amplificador pode ser intercalado no circuito próximo doa emissor ou próximo do receptor, conforme mostra a figura 41.os it e r POTÊNCIA MAIOR di os TRANSMISSOR RECEPTOR s o d o AMPLIFICADOR tLINHA s POTÊNCIA MENOR o d a v TRANSMISSOR RECEPTOR r e s e LINHAR AMPLIFICADOR . a d Figura 41 a izbásico que ocorre quando se usa um amplificador r O problema o é que o sinal que chega até sua entrada pode t perto do receptor estar atenuado au o suficiente para estar com intensidade próxima ao próprio o ruído presente no sistema. ã n Como o amplificador aumenta a intensidade tanto do sinal quanto a i do ruído, o resultado será uma saída com ruído amplificado, ou seja, p ó uma intensidade sinal/ruído afetada pelas perdas na linha. C Os amplificadores, entretanto, não são perfeitos e também geram ruídos, caracterizando uma relação sinal/ruído que deve ser considerada.

Uma forma de compensar isso consiste em utilizar diversos amplificadores ao longo da linha, de modo a compensar as perdas sem afetar a qualidade do sinal, conforme mostra a figura 42.

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Cópia não TRANSMISSOR autorizada. Reservados todos os direitos autorais. A

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RECEPTOR A

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s o it e Outro problema a ser considerado está no fato de que ir os amd plificadores são dispositivos que trabalham com sinais num único sentido, o que leva à necessidade de configurações osespeciais. s o 3. Redes Públicas d o t Se imaginarmos que três aparelhoss telefônicos devam ser ino possa estabelecer comuniterligados num sistema onde cada um d cação com o outro, não teremos muitas a conexões, conforme mostra v a figura 43. r e es R . A da B za i r o t u a o nã C a i óp C Figura 43 A = AMPLIFICADOR

Figura 42

No entanto, essa técnica de usar fios combinados não funciona se tivermos muitos aparelhos a serem interligados. Assim, nos primeiros tempos das telecomunicações utilizava-se uma central onde todos os telefones tinham suas linhas terminando ou partindo, conforme mostra a figura 44.

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C Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. D

A

CENTRAL

E

B

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s o it e Naqueles tempos a ligação para um telefone qualquer ir era feita d manualmente por “telefonistas” que, ao receberem uma solicitação de ligação, a faziam manualmente para linha o dos equipamento selecionado. O conceito de central não mudou,smas o avanço da tecnologia possibilita sua utilização de modo o automático. d to em serviços em nossos No entanto, como o número de telefones s se ampliou com a indias é imenso, o conceito de central também o d mostra a figura 45. terligação de diversas delas, conforme a v r e A s e A R A . A a d CENTRAL B aA CENTRAL z A ri A A o t u A aA o ã n A a i CENTRAL C p A ó A C A Figura 44 - B ligado ao D e C ligado ao E

A

A = ASSINANTE

Figura 45

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As interligações entre as centrais são denominadas enlaces e possuem número suficiente de fios para atender ao tráfego normal não autorizada. Reservados todos os direitos de comunicações do local. No entanto, se o número de centrais for muito grande, as interligações entre elas também aumenta, com o aparecimento de mais um problema.

autorais.

A solução desse problema está na adoção de uma organização dessas centrais de comutação em grupos, conforme mostra a figura 46.

CENTRAL DE GRUPO

CENTRAL A

CENTRAL B

s o it e r di

s o d o t

s. i a r to u a

osCENTRAL C

s o A A A A A Ad A A a v r e Figura 46 s e A figura 47 mostra aRorganização de uma grande rede de co. mutação telefônica (nacional). a d AO RESTANTE a z DO SISTEMA i r o t CG = Centrais de grupo u CENTRAL CL = Centrais locais a PRINCIPAL A = Assinante o ã n a CG CG i p ó C A

CL

A

A

CL

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A

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Figura 47

CL

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A

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4. Centrais Telefônicas

Veja a identificação dos terminais de dois encapsulamentos diferentes do mesmo Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. MT8812 e seu detalhamento nos dois casos A finalidade de uma central telefônica é (DIP e PLCC). comutar os sinais de modo que qualquer aparelho possa ser conectado a outro aparelho do mesmo sistema. MT8812 ISO-CMOS O dispositivo elementar de um sistema de comutação é a chave elétrica. Com o passar do 1 40 Y3 Y3 tempo, a “chave” deixou de ser aquele plugue 2 39 AY2 AY2 RESET RESET 3 38 que as antigas telefonistas, atendendo a pediAX3 AX3 4 37 AX0 AX0 5 36 dos, conectavam num painel, definindo qual asNC NC 6 35 sinante faria conexão com qual outro. Vieram NC NC 7 34 8 X6 X6 33 as centrais crossbar, nas quais relès eram res9 32 X7 X7 10 31 X8 X8 ponsáveis pela comutação, num sistema já au11 30 X9 X9 tomático, mas ainda lento e limitado em 12 29 X10 X10 13 28 X11 X11 recursos. Hoje, utilizamos as chaves analógi14 27 NC NC 15 26 cas crosspoint, dispositivos semicondutores de Y7 Y7 16 25 NC NC comutação, na forma de circuitos integrados 17 24 Y6 Y6 18 23 STROBE STROBE dedicados, comandados por processadores de 19 22 Y5 Y5 maneira rápida, silenciosa e precisa, permitin20 21 VSS VSS do explorar as vantagens dos recursos CPA 40 PIN PLASTIC DIP (Central por Programa Armazenado).

NC AX0 AX3 RESET AY2 Y3 VDD Y2 DATA Y1 Y0

NC NC X6 X7 X8 X9 X10 X11 NC NC NC

6 5 4 3 2 1 44 43 42 41 40 7 39 8 38 9 37 10 36 11 35 12 34 13 33 14 32 15 31 16 30 17 29 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

NC NC X0 X1 X2 X3 X4 X5 NC NC NC

Y7 Y6 STROBE Y5 VSS Y4 AX1 AX2 AY0 AY1 NC

s o d 4.1 Matriz Analógica – Comutação Espacial a v As chaves analógicas são associadas de er modo a poder se conectar umas às outras, in-s ea terligando qualquer terminal telefônico R . num qualquer outro, numa matriz organizada a sistema de coordenadas “X – Y”, cuja d tecnoa logia é chamada de comutação espacial. iz r o é a MT8812, Um exemplo de matriz CMOS t ude capacidade 8 x da Zarlink Semiconductor, a 12 (8 colunas Y por 12olinhas X), permitindo a formação de um sistema ã de comutação como n o de um micro PABX, na qual pode-se gerar a conexões entreiramais internos ou com linhas p externas, acessando outras matrizes, através ó de um tronco da rede telefônica. C

s o d o t

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44 PIN PLCC

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Pino nº (DIP) (PLCC)

Nome

Descrição

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Y3

Entrada/Saída analógica relativa à coluna Y3 da matriz de chaves

2

2

AY2

Entrada de endereço de Y2

3

3

RESET

4,5

4,5

AX3,AX0

6,7

6-8

NC

8-13

9-14

X6-X11

14

15-17

NC

Sem conexão

15

18

Y7

Entrada/Saída analógica relativa à coluna Y7 da matriz de chaves

16

-

NC

Sem conexão

17 18 19 20 21 22,23 24,25 26,27 28-33 34 35 36 37 38 39 40

Entrada de comando de Reset geral de todas as chaves. Adicionada em NL1 Entrada de endereço de X3 e X10 Sem conexão

s. i a r to u a

Entradas/Saídas analógicas relativas às linhas X6 a X11 da matriz de chaves

s o Seleciona acesso de endereços (quando em NL1) ou dados (durante STROBE 20 it transição para NL0) e Entrada/Saída analógica relativa à coluna Y5 da matriz de Y5 21 r chaves i d Referência de terra (NL0) Vss 22 s Entrada/Saída analógica relativa à coluna Y4 da o matriz de chaves Y4 23 s Entrada de endereço de X1 e X2 AX1,AX2 24,25 o d Entrada de endereço de Y0 e Y1 AY0,AY1 26,27 o t Sem conexão NC 28-31 s Entradas/Saídas analógicas relativas X5-X0 32-37 o às linhas X5 a X0 da matriz de chaves d Sem conexão NC 38,39 a v Entrada/Saída analógicarrelativa à coluna Y0 da matriz de chaves Y0 40 e s Sem conexão NC e relativa à coluna Y1 da matriz de chaves Entrada/Saída analógica Y1 41 R .entrada de dados. Habilita quando em NL1 e o bloqueia em NL0 Comando de DATA 42 a d analógica relativa à coluna Y2 da matriz de chaves Entrada/Saída Y2 43 a iz de potencial positivo de Alimentação (4,5 a 14,4 Vdc) Entrada Vdd 44 r o t au Aoseguir, apresentamos a representação da conexão entre dois ã ramais n e entre um ramal e uma linha externa (tronco) a partir de uma matriz 8x12. ia p ó C 19

Y6

Entrada/Saída analógica relativa à coluna Y6 da matriz de chaves

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8 Colunas Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. 1

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8 1 2 3 4 5 6 7

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L i n h a s

s o it 9 e ir d10 8

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11 12

s o d À linha externa, com acesso a a v uma outra matriz, como a de r uma central telefônica, por e exemplo s e R . Essa matriz ligada o ramal “A” ao ramal “B”, fechando as duas a conexões indicadas na coluna 5 com as linhas 6 e 10. Enquanto isso, iz da conexão entre a coluna 8 e a linha 2, acessa o ramal “C”, através r o uma linha externa, por exemplo. Essa linha fará conexão com out u tras matrizes até chegar ao terminal de destino. a o O cálculo do total de possibilidades de conexões no sistema nã crosspoint é muito simples. Basta multiplicar o total de linhas pelo a total de colunas, para o nosso exemplo, 8 x 12 = 96 conexões possíi p Além disso, podemos associar duas ou mais matrizes, amplió veis. ando as possibilidades de comutação do sistema. C A Zarlink disponibiliza outros analogic switch arrays (conjuntos de chaves analógicas), desde o MT8806, um 8 x 6, até o MT8816, um 8 x 16. Outros fabricantes dispõem dessas e de outras combinações, atendendo a projetos de características variadas.

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Exercícios Propostos s. i a 1 - Qual é a finalidade de uma fonte de energia num circuito telefônico? r .................................................................................................................................... to u .................................................................................................................................... a .................................................................................................................................... os t .................................................................................................................................... i e .................................................................................................................................... r di 2 - Que tipos de ruído podem influenciar a qualidade de uma os comunicação telefônica? s .................................................................................................................................... o .................................................................................................................................... od t .................................................................................................................................... s o .................................................................................................................................... d a .................................................................................................................................... v r e do uso do cabo coaxial em relação aos 3 - Quais são as vantagens decorrentes s pares simples ou trançado de e fios? R . .................................................................................................................................... a .................................................................................................................................... d a .................................................................................................................................... iz r .................................................................................................................................... o t .................................................................................................................................... au o 4 - Em queãunidade é medida a relação sinal/ruído? n .................................................................................................................................... a pi o total de possibilidades de conexões no Sistema Crosspoint de um CI 8x6. 5 -ó Calcule C

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Telefonia Móvel

ai s.



das comunicações móveis, diferenciar tecnicamente uma comunicação analógica de uma digital, ter uma idéia dos processos de compressão dos sinais e conhecer as tecnologias de telefonia celular, TDMA e CDMA.

au

os

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di

os

s

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do

s

Num sistema de telecomunicações, o objetivo principal é permitir que os contactos entre as estações possam ser realizados com a maior probabilidade possível.

a.

R es

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va

Sistemas de segurança com o uso de comunicação ponto-a-ponto também se beneficiaram desta tecnologia, que exige profissionais especialmente preparados.

1.Teoria Estatística das ­Telecomunicações

do

Os sistemas de comunicações móveis, que passaram a ter grande importância com a popularização dos telefones celulares, evoluíram com a possibilidade de se transmitir dados e dar acesso à Internet. Além disso, os recursos da tecnologia desenvolvida para este tipo de aplicação se ampliaram para outros campos de comunicação como a telefonia móvel aplicada ao que denominamos eletrônica embarcada, aparecendo em carros, aviões e barcos.

to r

Introdução

A tecnologia que se destaca nesse campo é a da telefonia celular, os mesmos princípios que vamos estudar nesta lição também se aplicam a outras modalidades de comunicação móvel.

Para o caso das comunicações telefônicas, quer sejam móveis ou fixas, a quantidade de canais ou troncos deve ser dimensionada para que estes requisitos sejam atendidos mesmo nas horas de pico.

o

au

to

ri z

ad

Os problemas de dimensionamento dos sistemas são resolvidos com base na Teoria das Filas além da Teoria de Probabilidades e Sinais Aleatórios que visa dar uma solução matemática a eles.

Incluímos também neste caso não só a comunicação de voz, como também de dados e da própria imagem como no caso do videofone.

óp

ia

nã

Esse tratamento normalmente envolve o uso de cálculo integral e diferencial, o que não é abordado nos cursos técnicos de nível médio.

C



lição

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Lembramos que, para compreender esta lição, o aluno deve ter como pré-requisito as lições anteriores deste curso, e também conhecimentos de eletrônica básica.

O que basicamente essa teoria trata é da distribuição aleatória de sinais num espectro, possibilitando a determinação, com o maior grau de probabilidade, quando ocorre um evento dentro desse espectro. Com esta previsão pode-se estabelecer, por exemplo, num sistema de telecomunicações quando e

Ao concluir o estudo desta lição o aluno será capaz de entender os princípios básicos

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No caso da Teoria das Filas de Markov, estabelece-se um modelo, conhecido como nascimento e morte, onde as transições ocorrem não autorizada. Reservados todos os direitos apenas entre estados adjacentes. Isso significa que, tomando como base a figura 52, só podemos passar do estado K para K+1 ou K-1. l k -1

autorais.

lk

K-1

K

K+1

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os t i Figura 52 e r di Numa forma prática, esta teoria afirma que a probabilidade de s dois usuários entrarem num sistema ao mesmo tempo é desprezío vel. s o d O tratamento matemático dessa teoriaotambém envolve o uso t ao alcance do ensino de de cálculo integral e diferencial, o que foge s nível médio. Os alunos que se interessarem em prosseguir com seus o d estudos, realizando um curso superior de telecomunicações terão, na disciplina de cálculo I e II (cálculo va diferencial e integral), as r ferramentas para poderem entender essa teoria mais profundae s mente. e R Para nós, nesse momento, é importante saber que existem teoa. rias que tratam do d tráfego de comunicações de uma maneira basa de saber quais são elas. tante avançada, zalém i r o 2. Transmissão Digital t u a Transformando a voz (sinal analógico) em sinais digitais, podeo mosãnão só armazená-la em sistemas digitais como microprocessadon res, como também podemos aplicar a estes sinais digitalizados a i algoritmos que tornam sua transmissão muito mais eficiente e segura. p ó C Assim, as tecnologias modernas de transmissão, não só de voz, mk

mk + 1

mas também de qualquer outro tipo de informação originalmente na forma analógica, tendem a operar com a sua transformação para a forma digital.

Isso ocorre, por exemplo, com os sinais de imagem no caso da TV e videofone, e até mesmo de sensoriamento remoto em aplicações médicas e industriais.

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A transmissão digital opera com uma estrutura conforme a mostrada na figura 53. Reservados todos os direitos não autorizada. Fonte

Destino

INFORMAÇÃO

INFORMAÇÃO

TRANSMISSOR

CANAL

RECEPTOR

RUÍDO, DISTORÇÕES E INTERFERÊNCIAS (contaminações)

Figura 53

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os

os t i e r di

autorais.

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s o d a v r e s No receptor, temos a e demodulação e decodificação desses siR nais que passam por um . conversor digital para analógico ou D/A, recuperando a formaa original. Amplificados, estes sinais podem d ser aplicados ao transdutor de reprodução, por exemplo, um fone a z de ouvido, se estivermos trabalhando com a voz. i r o t Um ponto importante no estudo da digitalização dos sinais é aude amostragem. Conforme mostra a figura 54, para se o processo obteroum sinal na forma digital, sua intensidade deve ser lida em cada nã instante, e o valor correspondente transformado para a forama digital. i óp C A fonte de informação pode ser um microfone que envia a um conversor A/D os sinais, que são convertidos para a forma digital. Esses sinais são levados ao canal de comunicação onde são devidamente processados e agregados a um sinal de ruído.

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1010 0011

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Valores digitalizados

0100 0001 001 1000 Sinal

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Leituras ou amostragens Figura 54

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os

os t i Referência e r di

s o d a v r 2.1 Teorema de Nyquist e s eafirma que: só podemos recuperar um O Teorema de Nyquist R sinal com relativa fidelidade, se a freqüência da amostragem for . a pelo menos duas vezes maior que a componente de maior freqüênd a cia do sinal que deve ser transformado para a forma digital. iz r o dos sinais na forma final digital para a transmisNa obtenção t u usar microprocessadores ou DSPs que podem trabasão, podemos a lhar, não com a amostragem em si, mas com as equações que o representam o sinal amostrado. ã n ia Isso vem do fato de que, qualquer sinal, independente de sua p de onda, pode ser representado por uma freqüência fundaó forma mental e suas harmônicas de forma senoidal, conforme mostra a C A fidelidade para a recuperação do sinal está na quantidade de leituras ou amostragens feitas em cada ciclo do sinal.

figura 55.

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Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. Qualquer forma de onda

Sinal final

(¦)

= ¦

+ os t i e r di3 ¦ 2¦

Sinais senoidais

. . .

Figura 55

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os

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n¦

s o d a v r e s e R Isso nos leva à possibilidade de se comprimir um sinal, redu. a zindo o tempo de transmissão. d a z Veja que a ianálise dos processos de transformação dos sinais r para a formaodigital ou “quantização” envolve o conhecimento da t de Fourier, que também utiliza um tratamento maTransformada u temáticoade curso superior. o ã 3.nCompressão de Sinais a i p transmissão convencional, o sinal está presente num sisó temaNuma durante o tempo durante o qual a pessoa fala, conforme mosC Assim, em lugar de se transmitir os sinais na sua forma original, amostrando-o instante a instante e produzindo enormes seqüências de bits, se o sinal tem seu ciclo repetido algumas vezes, é suficiente transmitir as equações que os define.

tra a figura 56.

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Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. Tempo Figura 56 - Sinal convencional

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No entanto, se transformarmos este sinal para a forma digital e fizermos sua compressão em “pacotes”, conforme mostra a figura 57, diversas pessoas podem dividir o espaço de conversação num mesmo canal.

(A)

s o d to

(B)

(C)

Compressão

o ã n

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Canais

s o d a v r e s e R . a d a iz r o t au Figura 57 - Transmissão compartilhada

a4. Comunicação Móvel Celular i óp sistemas de comunicação móvel foram desenvolC vidosOsa primeiros partir de 1945, quando a tecnologia levou a dispositivos semicondutores que podiam operar de modo eficiente em freqüências elevadas. O modo usado na ocasião era o Simplex, ou seja, onde existia uma chave “aperte para falar” o que possibilitava o uso de um canal único para o tráfego de informações nos dois sentidos.

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A partir de 1945 foram criadas outras técnicas que culminaram em 1965 com o uso do Cópia não autorizada. Reservados sistema MK de telefonia móvel, que resultaram nos sistemas celulares modernos. ○

O sistema móvel celular se baseia justamente no conceito de célula, mostrado na figura 58.

C

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B

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s. i a r Figura 59 to u a ERB ERB A quantidade total dos canais que a banda de freqüências usada pode os manusear é dist i células, formando o tribuída entre as várias ERB e que se denomina cluster ir . d ERB ERB Cada uma osdas estações é conectada a uma Central desComutação e Controle (CCC), conERB o a figura 60. forme mostra d to ERB s o d a v r e RTPC ERB Figura 58 s CCC e R A região que deve ser coberta pelo siste. ma é dividida em células, semelhantes ao a cad sulo de uma abelha. Conexão com za o sistema i ERB restação rádioEm cada célula existe uma o t um transceptor base ou ERB onde é fixado u cuja finalidade é atender a a todos os usuários Figura 60 que estejam dentro de seus limites. o ã n pode ser dividida em seA célula ainda Esta estação faz conexão física com sisa i tores, conforme mostra a figura 59, os quais tema telefônico local ou ainda com outras são atendidos óp por sistemas direcionais. centrais através de troncos de microondas. C

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• Possibilidade de fazer a tarifação da chamada. Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. A ERB atua como um elemento interme• Supervisionar os canais de rádio da ERB. diário ou de interfaceamento entre as CCC e • Testar e localizar falhas quando elas as estações móveis (EM), ou seja, os telefoocorrerem. nes celulares com os usuários. • Administrar o sistema. Essas estações convertem os sinais de acordo com os formatos que devem ser traUma CCC típica pode ter 22 processadobalhados. res, controlar 128 ERBs com um número de canais de voz de 5.000 (128 por cada ERB). Os sinais podem ser analógicos ou digitais e as conversões de acordo com as necesA comunicação da CCC com as ERBs sidades são feitas em seus circuitos. Assim, pode ser feita por linhas de dados privadas, uma ERB pode ligar-se a uma CCC tanto da com fibras ópticas ou cabos coaxiais em um forma analógica como digital. sistema de PCM (modulação por código de pulso). Na forma analógica utiliza-se um modem com uma velocidade lenta de transmissão de Na figura 61 temos um exemplo de siste9.600 bits por segundo, enquanto que se a coma típico de uma CCC. nexão for feita na forma digital, a velocidade de conexão alcança os 64.000 bits por segundo. ○

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4.1 Estação Rádio-Base (ERB)

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s o od t sERB A quantidade de canais que uma ERB o pode manusear, ou seja, o número de telefod a nes em operação na célula ao mesmo tempo, v ERB pode variar de modelo para modelo. O valor r e típico é 128. es R As ERBs são instaladas em locais .estraERB a tégicos, usando torres elevadas ou no alto de d que não prédios com potência calculada para a iz interfiram nas células vizinhas. r o t u 4.2 Central de Comutação a e Controle (CCC) o ã A CCC é uma n central telefônica automáa tica do tipo CPA, i tendo as mesmas funções ERB p de uma central da rede fixa. O que a diferenó cia é a existência de um software que permiC

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CCC

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CCC

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te trabalhar com sinais SMC, ou seja, sinais do sistema móvel celular.

Figura 61

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Como ela também deve monitorar o deslocamento de um telefone de uma célula para outra, existem recursos adicionais que devem ser incorporados nessa central tais como:

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4.3 Estação Móvel (EM)

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. A estação móvel (EM) é o telefone celular que se desloca com o usuário. Trata-se de um equipamento formado por um transmissor, um receptor usando antena em comum e um complexo sistema de processamento que possibilita desde a simples conversação até o acesso à Internet e de imagem, como no videofone.

s. i a Na figura 62 temos a alocação de freqüências para o sistema r AMPS adotado nosso país. to u 824 825 835 845 846,5 a 849 MHz os t i e A’’ A B A’ B’ r i d s 83 50 666 o 33 canais canais canais canais s o d 869 870 880 890 891,5 894 MHz to s o d A’’ A B A’ B’ a v r e 33 es666 50 83 canais R canais canais canais . a d Figura 62 a z i r A figuraomostra as posições dos canais da banda A e B, cada t qual com u o total de canais mostrados. a o Na faixa superior temos as freqüências de transmissão e reã cepção n dos EM e, na faixa inferior, as freqüências de transmissão e das ERBs. Veja que a diferença entre as freqüências é de iarecepção 45MHz. p ó C A maior parte dos canais tem uma largura de 30kHz e são destinados à conversação telefônica. Os demais canais, não usados para esta finalidade, transmitem sinalização na forma digital e são denominados setup.

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. ○

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4.4 Handoff

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. Handoff é uma função que permite ao usuário manter a conversação quando ele passa de uma célula para outra, conforme mostra a figura 63.

ERB B A B

ERB

A Deslocamento Figura 63

os

os t i e r di

s. i a r to u a

s o Quando o EM entra na área de controle d de outra CCC, essa o central passa a ser conhecida como central t visitada (CCC-V) e o assinante é o visitante. s o d para essa nova posição do As conversações são então roteadas a vé conhecido por roaming. visitante. Esse processo também r e s 4.5 Roaming Automáticoe R . Quando uma EMaentra numa nova área de controle, automatidcontrola essa área registra sua presença. camente a CCC que a iz r A CCC também verifica se a EM não foi registrada anterioro t mente. Feito o registro, o visitante estará habilitado para fazer e u a receber chamadas, da mesma forma que na sua área normal de o atendimento. ã n 4.6 a i Sistema Digital p ó o sistema digital, tanto o acesso temporal (TDMA) quanto C por Com código (CDMA) podem ser feitos, possibilitando o atendimento do maior número de usuários, com melhor qualidade de comunicação. Os sistemas digitais usados seguem diversos padrões, conforme mostra a tabela:

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. ○

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SISTEMA

EUROPA

USA

USA

JAPÃO

Cópia não autorizada. Reservados todosIS-95 os direitos autorais. PDC PARÂMETRO GSM IS-54 FAIXA (MHZ) BASE-MÓVEL MÓVEL-BASE

935-960 890-915

869-894 824-849

869-894 824-849

810-826 940-956

ACESSO

TDMA

TDMA

CDMA

TDMA

CANAIS POR PORTADORA

8

3

TAXA DO CANAL NÃO CODIFICADO (KBITS/S)

13,0

7,95

TAXA DO CANAL CODIFICADO (KBITS/S)

22,8

13,0

TAXA DE TRANSMISSÃO (KBITS/S)

270,8

48,6

BANDA PASSANTE (KHZ)

200

30

s. i 1,2/9,6 6,7 a r to 19,2/28,8 11,2u a 1.228,0 os42,0 t i e r 1.250 i 25 d os 55/62

3

s o d Existem duas formas básicas de obter toa transferência de informação entre duas estações através dessinais de rádio usando um o mesmo canal. d va x tempo, podemos dividir Considerando o espectro freqüência r as informações por tempo ouepor freqüência, conforme mostra a figura 64. es R . Freqüência Freqüência a d za i r o t u a o nã ia p Tempo FDMA ó TDMA C 5. TDMA e CDMA

Tempo

Figura 64

Na divisão por tempo os sinais de um canal são divididos em blocos que são intercalados com blocos de outros canais e transmitidos em seqüência. Temos o que se denomina de Time Division Multiple Access (TDMA), cuja tradução é Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo.

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. ○

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Por outro lado, podemos dividir os sinais sistema AMPS analógico, dependendo da otiporCópia freqüência, espalhando-os pelo espectro mização de seu os uso. direitos autorais. não autorizada. Reservados todos disponível de modo que cada pacote é transmitido numa freqüência diferente. Essa técExiste também um sistema chamado Enica é denominada FDMA. TDMA (Extended TDMA) onde o canal de voz utiliza uma largura de faixa de 4kHz, o que Uma outra forma de transmissão é a que possibilita um ganho de 3,5 a 6 vezes na cafaz a divisão da informação em pacotes que pacidade de transmissão em relação ao são transmitidos em freqüências aleatórias TDMA comum. dentro do mesmo espectro. Assim, na sua transmissão não se pode prever exatamente Existe ainda um sistema que aproveita as em que freqüência cada parcela do sinal é pausas nas conversas no sistema Multiplex, de transmitida. modo a se obter maior capacidade do sistema. ○ ○ ○ ○ ○ ○

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s o od nos sistemas de telefonia móvel tAssim,

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Esta técnica é denominada Code Division Multiple Access (CDMA).

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O padrão TDMA visa a compatibilidade entre os sistemas, tendo sido aprovado pela TIA (Telephone Industry Association) e tem 30kHz de freqüência portadora, tendo sido designado originalmente por IS-54. Posteriormente, esse mesmo padrão passou a ser conhecido como D-AMPS ou AMPS digital.

os t i e r di

A tecnologia do espalhamento de espectro foi utilizada durante muito tempo apenas em aplicações militares, dada a dificuldade de sua interceptação e também maior imunidade a interferências e ruídos. No entanto, depois dos anos 80, essa tecnologia passou a ser usada também em sistemas comerciais.

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Só pode fazer isso o receptor que tiver um algoritmo capaz de determinar onde cada parcela do sinal está, e sintonizá-lo para recuperar a informação.

s. i a r to u a

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s celular, a versão CDMA tem como caracteo d rística principal a alta rejeição dos sinais ina v terferentes. r e São usados códigos ortogonais e, além diss e so, têm-se um rigoroso planejamento na disR tribuição da potência das ERBs. Assim, o . a Nesse sistema, cada portadora permite a padrão CDMA apresenta as seguintes caracd transmissão de três usuários ao mesmo temterísticas: za de 20ms i po. São usados quadros com duração • Todas as freqüências disponíveis são r e cada janela tem 6,67ms. Ao taxa de transusadas. t (VESELP ou missão na saída do codificador u • A interferência multipercurso pode ser a Predictive CoVector Sum Excited Linear aproveitada sem o uso de equalizadores o ding) é de 7,95kbits/s. ã de canal. n • O fator de atividade da voz humana é Um circuito de erro ocupa uma iacorretor aproveitado para aumentar a capacidade p taxa de 5,05kbits/s sobrando 3,2kbits/s do ó do sistema. canal de C controle. Dessa forma, cada usuário tem ainda uma taxa de transmissão disponí○

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• Compartilha com facilidade as freqüências de outros sistemas.

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vel de 16,2kbits/s. A taxa de transmissão total é de 48,6kbits/s.

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A principal deficiência dessa tecnologia está na necessidade de um sincronismo total de todo o sistema.

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Com esse sistema pode-se ter uma capacidade muito maior do que a capacidade do

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Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais.

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Exercícios Propostos

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au

1 - Do que se trata a teoria Estatística das Telecomunicações? ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... .....................................................................................................................................

au

to

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.R es

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2 - Qual é o componente ou circuito que converte sinais analógicos para a forma digital? ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... 3 - O sinal obtido na saída de um microfone de um sistema de comunicações digital é analógico ou digital? Explique. ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... .....................................................................................................................................

C

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o

4 - Do que se trata o Teorema de Nyquist? ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... .....................................................................................................................................

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Cópia5 não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. - O que é uma ERB?

ai s.

..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... .....................................................................................................................................

di

re

it

os

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6 - Para que serve o Roaming Automático? ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... .....................................................................................................................................

C

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7 - De que forma podemos dividir os sinais num espectro freqüência x tempo? ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... .....................................................................................................................................

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. 136/72

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais.

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Respostas dos Exercícios Propostos Lição 2

1 - A organização em camadas permite reduzir a complexidade e aumentar a eficiência.

1 - É o fenômeno segundo o qual podemos reter em nossa retina, por uma fração de segundo, as imagens.

2 - É feita pela camada de enlace.

2 - Não, o cinema usa fotogramas, ou seja, imagens completas que são projetadas em seqüência.

os

di

re

it os

au

Lição 1

do

s

3 - É um conjunto de regras que determinam como as estações se comunicam.

to

3 - O sistema brasileiro usa 525 linhas.

do

s

4 - Ficam na camada de aplicação.

.R es

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5 - Este protocolo determina o formato com que os dados devem ser enviados através do meio físico.

5 - As cores são o vermelho (R = red), verde (G = green) e azul (B = blue).

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6 - Trata da técnica segundo a qual os computadores e outros elementos que devem trocar dados numa rede, devem ser interligados.

to

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6 - É um conjunto de pontos de imagem ou pontos de fósforo nas três cores básicas na tela de um cinescópio.

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7 - A finalidade é tornar impossível para uma pessoa não autorizada, o acesso aos dados que são trocados nesta rede.

nã

o

7 - O sinal de vídeo é formado por seqüências de zeros e uns que representam as intensidades, cores e outras informações sobre os pontos de imagem, passando ainda por um processo de compactação.

C

óp

ia

8 - Porque a instalação envolve a passagem de fios e cabos, localização de outros dispositivos dentro de uma construção.

8 - 15.750 Hz

9 - Ele deve ser capaz de orientar os usuários e o proprietário para os problemas que podem ocorrer, aspectos que envolvem sua segurança e mesmo sua integridade. Deve ainda saber resolver estes problemas.

Cópia não autorizada.

4 - A faixa de freqüências usada pela TV analógica convencional no Brasil é de 6 MHz.

9 - Um quadro corresponde a uma imagem completa, com as 525 linhas que a formam. Esta imagem é transmitida em dois “pacotes” ou em duas seqüências de linhas, cada qual representando um campo. os direitos autorais. Reservados todos 136/73

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Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. Lição 3 1 - Fornecer a energia necessária ao circuito para melhor transmissão dos sinais.

ai s.

2 - Ruído térmico, ruído de flutuação, ruído estático, ruído galático e ruído branco.

au

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3 - Maior imunidade aos ruídos externos, já que se trata de um cabo blindado.

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os

4 - É medida em decibéis (dB).

di

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5 - 48

os

Lição 4

do

s

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do

s

1 - Dos recursos que devem ser usados para permitir que os contactos entre as estações possam ser realizados com a maior probabilidade possível.

va

2 - O conversor analógico-digital ou ADC.

.R es

er

3 - O sinal é analógico, pois ele corresponde, em intensidade e freqüência, ao som original captado.

ri

za

da

4 - Da freqüência mínima de amostragem que devemos usar para manter a integridade de um sinal analógico quando o convertemos para a forma digital.

au

to

5 - Uma estação rádio-base ou ERB é uma estação que recebe e transmite sinais de telefonia celular dentro de uma célula.

C

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o

6 - Para detectar o acesso de um usuário quando este entra em uma nova área de controle. 7 - Podemos dividir os sinais por freqüência, espalhando-os pelo espectro disponível de modo que cada pacote é transmitido numa freqüência diferente. Essa técnica é denominada FDMA. Uma outra forma de transmissão é a que faz a divisão da informação em pacotes que são transmitidos em freqüências aleatórias dentro do mesmo

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. 136/74

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais.

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ai s.

Bibliografia it os re di os s

do

NETO, Vicente Soares CARVALHO, Francisco Teodoro Assis Tecnologia de Centrais Telefônicas – 1ª edição São Paulo: Editora Érica, 1999

au

WALDMAN, Helio YACOUB, Michel Daoud Telecomunicações, Princípios e Tendências – 3ª edição São Paulo: Editora Érica, 1997

va

do

s

to

GOMES, Alcides Tadeu Telecomunicações São Paulo: Editora Érica, 1998

C

óp

ia

nã

o

au

to

ri

za

da

.R es

er

NASCIMENTO, Juarez do Telecomunicações São Paulo: Makron Books, 1992

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. 136/75

Pesquisa de Avaliação

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais. 136 - Telecomunicação Aplicada

Queremos saber a sua opinião a respeito deste fascículo que você acaba de estudar.

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Para que possamos aprimorar cada vez mais os nossos serviços, oferecendo um material didático de qualidade e eficiente, é muito importante a sua avaliação.

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Caro Aluno:

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Sua identificação não é obrigatória. Responda as perguntas a seguir assinalando a alternativa que melhor corresponda à sua opinião (assinale apenas UMA alternativa). Você também pode fazer sugestões e comentários por escrito no verso desta folha.

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O Instituto Monitor agradece a sua colaboração.

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Na próxima correspondência que enviar à Escola, lembre-se de juntar sua(s) pesquisa(s) respondida(s).

A Editora.

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Nome (campo não obrigatório): _______________________________________________________________

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No de matrícula (campo não obrigatório): _____________________ Gestão de Negócios Telecomunicações

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Curso Técnico em: Eletrônica Secretariado Transações Imobiliárias Informática Contabilidade QUANTO AO CONTEÚDO

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1) A linguagem dos textos é: a) sempre clara e precisa, facilitando muito a compreensão da matéria estudada. b) na maioria das vezes clara e precisa, ajudando na compreensão da matéria estudada. c) um pouco difícil, dificultando a compreensão da matéria estudada. d) muito difícil, dificultando muito a compreensão da matéria estudada. e) outros: ______________________________________________________

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2) Os temas abordados nas lições são: a) atuais e importantes para a formação do profissional. b) atuais, mas sua importância nem sempre fica clara para o profissional. c) atuais, mas sem importância para o profissional. d) ultrapassados e sem nenhuma importância para o profissional. e) outros: ______________________________________________________ 3) As lições são: a) muito extensas, dificultando a compreensão do conteúdo. b) bem divididas, permitindo que o conteúdo seja assimilado pouco a pouco. c) a divisão das lições não influencia Na compreensão do conteúdo. d) muito curtas e pouco aprofundadas. e) outros: ______________________________________________________

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais.

QUANTO AOS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 4) Os exercícios propostos são: a) muito simples, exigindo apenas que se decore o conteúdo. b) bem elaborados, misturando assuntos simples e complexos. c) um pouco difíceis, mas abordando o que se viu na lição. d) muito difíceis, uma vez que não abordam o que foi visto na lição. e) outros: ______________________________________________________

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QUANTO À APRESENTAÇÃO GRÁFICA

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5) A linguagem dos exercícios propostos é: a) bastante clara e precisa. b) algumas vezes um pouco complexa, dificultando a resolução do problema proposto. c) difícil, tornando mais difícil compreender a pergunta do que respondê-la. d) muito complexa, nunca consigo resolver os exercícios. e) outros: ______________________________________________________

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Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais.

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6) O material é: a) bem cuidado, o texto e as imagens são de fácil leitura e visualização, tornando o estudo bastante agradável. b) a letra é muito pequena, dificultando a visualização. c) bem cuidado, mas a disposição das imagens e do texto dificulta a compreensão do mesmo. d) confuso e mal distribuído, as informações não seguem uma seqüência lógica. e) outros: ______________________________________________________

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7) As ilustrações são: a) bonitas e bem feitas, auxiliando na compreensão e fixação do texto. b) bonitas, mas sem nenhuma utilidade para a compreensão do texto. c) malfeitas, mas necessárias para a compreensão e fixação do texto. d) malfeitas e totalmente inúteis. e) outros: ______________________________________________________

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Sugestões e comentários

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Lembre-se: você pode fazer seus comentários e sugestões, bem como apontar algum problema específico encontrado no fascículo. Sinta-se à vontade!

Cópia não autorizada. Reservados todos os direitos autorais.