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Este documento fornece uma introdução às telecomunicações, abordando conceitos básicos como transdução, modulação, canais de transmissão, espectro de frequência, sistemas analógicos e digitais, tipos de modulação, múltiplo acesso por divisão em frequência (fdma), divisão em tempo (tdma) e código (cdma).
Tipologia: Exercícios
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Introdução às Telecomunicações
CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações (^22)
CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações 33
Equipamento que origina a informação que se deseja transmitir: Telefone (fixo ou móvel); Fax; TV; Vídeo conferência; Computador (dados). Realiza a transdução da informação. CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações (^44)
Quando a informação não está na originalmente forma de sinal elétrico (como por exemplo na transmissão de voz ou vídeo) é necessário o uso de um transdutor para realizar a conversão. No exemplo abaixo, a voz (onda sonora, mecânica) é convertida em sinal elétrico pelo microfone (transdutor).
CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações 77 O canal de transmissão Meio de transmissão entre os pontos distantes Canais com fio Pares de cobre Cabos coaxiais Fibras óticas Canais sem fio Enlaces rádio terrestres Enlaces rádio via satélite CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações (^88)
O receptor recupera o sinal de informação do canal de transmissão, reconstituindo o sinal modulado à sua forma original, realizando a demodulação. O demodulador realiza o processo inverso do modulador, retirando a informação da amplitude, freqüência ou fase do sinal que foi transmitido pelo canal na informação original para entrega ao destino.
CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações 99 O Destino
- Equipamento análogo ao de origem (fonte) - Telefone (voz) - Fax - TV - Vídeo conferência - Computador (dados) CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações (^1010)
Equipamento análogo ao de origem (fonte): Telefone (fixo ou móvel); Fax; TV; Vídeo conferência; Computador (dados). Realiza a transdução inversa da informação.
CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações 1313
Para um sinal de período T O espectro de frequências do sinal é a função G(f) que representa a energia do sinal em cada uma de suas componentes em frequência, 0, f, 2f, 3f, ...... Quanto maior o período do sinal menor a frequência fundamental f; no limite o somatório transforma-se numa integral.
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$ # CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações (^1414)
Gráfico que ilustra a composição em frequências do sinal.
CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações 1515
Quanto mais complexa a informação maior o número de componentes e o espectro do sinal é quase contínuo, ocupando uma faixa de frequências. CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações (^1616)
Para transmitir a informação de forma eficiente, é necessário modular o sinal. A modulação consiste em inserir o sinal de informação num sinal senoidal de frequência mais elevada (a portadora). O sinal de informação pode ser inserido na amplitude, frequência ou fase da portadora. A modulação pode ser analógica ou digital.
CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações 1919 Formas de modulação analógica CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações (^2020) Modulação em Amplitude (AM) A modulação em amplitude é mais simples de implementar e o sinal AM ocupa uma faixa de frequências menor que o sinal FM. Entretanto este tipo de modulação é muito sensível à presença de ruído e interferências no canal, já que a informação é levada na amplitude da portadora (você percebe isto quando ouve uma emissora de rádio difusão AM).
CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações 2121 Modulação em Frequência (FM) A modulação em frequência é muito menos sensível ao ruído, já que a informação está na frequência da portadora. Por outro lado, o sinal modulado ocupa uma banda de frequências maior do que a do sinal original (modulante). CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações (^2222) Modulação Digital
CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações 2525 Pulse Code Modulation (PCM) Forma básica de codificação de fonte CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações (^2626)
O modulador utiliza os bits de saída do codificador de fonte para gerar as formas de onda a serem transmitidas no canal. Para maior eficiência, vários bits podem ser combinados em cada símbolo associado associado a uma diferente forma de onda.
CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações 2727
s b s
Se sistema de modulador representa cada L bits por um símbolo, a taxa de transmissão de símbolos Rs (símbolos por segundo ou Bauds) está relacionada com a taxa de transmissão de bits Rb (bps). O número de bits por símbolo é função do número de níveis da modulação M: A taxa de transmissão em bps é, portanto, dada por: CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações (^2828) Tipos de modulação digital Modulações em dois níveis (1 bit por símbolo):
- OOK (on-off keying): a portadora é “ligada” e “desligada” para representar **os bits 1 e 0.
CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações 3131
Modulações combinadas em amplitude e fase Modulações com número de níveis elevados são mais eficientes em termos de de capacidade de transmissão (mais bits por símbolo) porém mais sensíveis ao ruído no canal. CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações (^3232)
Um canal de comunicações tem capacidade suficiente, em termos de largura de banda ou taxa de bits para transmitir diversos sinais de diferentes usuários em comunicação simultânea. A questão é como combinar os diversos sinais, para transmissão no mesmo canal e os separar do lado da recepção, recuperando as informações individuais de cada usuário. Para isto podem ser utilizadas diferentes técnicas de acesso (ou de multiplexação): Múltiplo acesso por divisão em frequência (FDMA) Múltiplo acesso por divisão no tempo (TDMA) Múltiplo acesso por divisão em código (CDMA)
CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações 3333
Os sinais de cada canal são transmitidos usando diferentes frequências centrais de portadora (RF ou rádio frequência) Exemplo: AMPS (Advanced Mobile Phone System): Sistema celular analógico com 932 canais de 30 kHz (42 canais para controle); Bandas A e B com 25 MHz cada:12,5 MHz nos canais direto (base para móvel) e 12,5 MHz nos canais reversos (móvel para base), CETUC-PUC/Rio CETUC-PUC/Rio ELE1600 - ELE1600 - IntroduIntrodu ção às Telecomunicaçõesção às Telecomunicações Capítulo Capítulo 2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações2 - Conceitos Básicos de Telecomunicações (^3434)
Diversos canais utilizam a mesma frequência central de RF sendo transmitidos em diferentes intervalos de tempo um maior número de canais por portadora implica numa maior taxa de transmissão e requer maior faixa Os sistemas TDMA são, de fato, TDMA/FDMA. Exemplo: D-AMPS, GSM
