Introduo - Teoria de Telecomunicações Introdução...

Info iconThis preview shows page 1. Sign up to view the full content.

View Full Document Right Arrow Icon
This is the end of the preview. Sign up to access the rest of the document.

Unformatted text preview: Teoria de Telecomunicações Introdução Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos 1 Comunicação • • • • Comunicação é um campo de conhecimento acadêmico que estuda os processos de comunicação humana. Pode-se entender a Comunicação como o intercâmbio de informação entre sujeitos ou objetos. Naturalmente, a comunicação humana pode se desenvolver através da conversa falada face-a-face ou de gestos com as mãos; No passado, mensagens eram enviadas por meio de corredores, pombos correios, sons de tambores, sinais de fumaça, sinais luminosos. Estes esquemas foram adequados para as distâncias e “taxas de dados” da época. AM IZ TIL ODOS S U T AI MÉ IFICI ART Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos 2 Telecomunicação • • Métodos artificiais são utilizados para comunicação a distâncias suficientemente grandes para que os recursos naturais como a fala sejam ineficazes. Estes métodos promovem a Comunicação Mediada pela representação das mensagens através de símbolos, sejam eles: • • • gráficos (escrita, desenhos, correio) sonoros (bipes, sirenes, toques de tambor) visuais (bandeirolas, lanternas, sinais de fumaça) Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos 3 Telecomunicação • • • Sistemas de comunicação por sinais elétricos podem transmitir informações a distâncias muito maiores (até mesmo para planetas e galáxias distantes) e na velocidade da luz. A comunicação por sinais elétricos é confiável e econômica. Tornou-se possível devido à evolução dos: • • equipamentos de comunicações. equipamentos para processamento e armazenamento da informação. 4 Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos econômica. Lúcio M. da Silva ENE - UnB Introdução Elementos básicos de um sistema de comunicação Mensagem Mensagem de Entrada Sistema de Comunicação Sinal-mensagem Elétrico de de banda básica Entrada Sinal 7 2004/1 Sinal Sinal tTransmitido ransmitido Sinal Sinal r ecebido Recebido Sinal-mensagem Mensagem Mensagem Elétrico de recuperado recuperada de Saída Saída Transdutor de saída 5 2004/1 Destinatário Sinal Fonte de Transdutor Introdução informação de entrada Transmissor Canal Receptor • • • • " A fonte origina a Atenuação/Distorção/Interferência/Ruído de tambores, tv, mensagem: por ex., sons f orredores, pombos correios, voz humana, imagem de conte mensagem de um teletipo, sinais luminosos. Estes esquemas sinais de fumaça, ou dados. Um sistema de comunicação por sinais elétricos pode ser decomposto em diversos oram adequados natureza distâncias e ser convertida " blocos funcionais: Se fa mensagem não tem para as elétrica, ela deve“taxas de pordados” da época. sinal elétrico denominado sinal-mensagem. No um transdutor em transdutor sinal A xtremo-receptor, um outro transdutor faz a conversão inversa. um e fonte origina a mensagem: por ex., voz humana, imagem de tv, mensagem de teletipo, ou dados. ! Os modos antigos de comunicação têm sido " O transmissor modifica o sinal-mensagem, dando-lhe uma forma transmissor Se asubstituídos pelos sistemas de comunicação por transdutor mensagem não tem natureza elétrica, ela deve ser convertida por um sinais apropriada para a transmissão através entrada. No extremo-receptor, sim, em sinal elétrico denominado sinal elétrico de do canal e propiciando, as um elétricos e transmissão conversão inversa. uma létricos, que podem transmitir informações através outro transdutor faz a eficiente. Essa modificação é usualmente realizada pordmeiodistâncias muito maiores (até mesmo para de um processo denominado modulação. modulação e O transmissor modifica o sinal elétrico de entrada, dando-lhe uma forma apropriada planetas e galáxias distantes) e na velocidaderealizada da para a transmissão eficiente através do canal. Essa modificação éLúcio M. da Silva usualmente ENE - UnB por luz. de um processo denominado modulação. meio ! No passado, mensagens eram enviadas por meio de Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos ! A comunicação por sinais elétricos é confiável e comunicação econômica. Lúcio M. da Silva ENE - UnB 5 3 Introdução Elementos básicos de um sistema de comunicação Mensagem Mensagem de Entrada Sistema de Comunicação Sinal-mensagem Elétrico de de banda básica Entrada Sinal 7 2004/1 Sinal Sinal tTransmitido ransmitido Sinal Sinal r ecebido Recebido Sinal-mensagem Mensagem Mensagem Elétrico de recuperado recuperada de Saída Saída Transdutor de saída Destinatário Sinal Fonte de informação Transdutor de entrada Transmissor Canal Receptor • • • • " A fonte origina a Atenuação/Distorção/Interferência/Ruído mensagem: por ex., voz humana, imagem de tv, fonte mensagem de um teletipo, ou dados. O canal é um meio (par de fios metálicos, cabo coaxial, guia de onda, fibra óptica ou " eSe ade rádio) através do qual a natureza elétrica, enviada. nlace mensagem não tem saída do transmissor é ela deve ser convertida por um transdutor em sinal elétrico denominado sinal-mensagem. No transdutor sinal O xtremo-receptor, um outro transdutor faz a conversão inversa. e e canal atenua e distorce o sinal transmitido, que é ainda contaminado por ruído interferências. " O receptor processa modifica o sinal-mensagem, dando-modificações forma O transmissor o sinal recebido do canal, tentando desfazer as lhe uma feitas transmissor a sinal pelo transmissor e pelo canal. nopropriada para a transmissão através do canal e propiciando, assim, uma transmissão eficiente. Essa modificação é usualmente realizada O destinatário é a unidade para a qual a mensagem é enviada. por meio de um processo denominado modulação. modulação Lúcio M. da Silva ENE - UnB Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos 6 3 Mensagens Analógicas • • • Mensagens analógicas são caracterizadas por dados que podem assumir quaisquer valores de uma faixa contínua de valores. Portanto, um dado analógico pode assumir um número infinito de valores possíveis. Exemplos: • • • • Medidas de temperatura ou pressão atmosférica de uma certa localidade. Sinais de voz. Sinais de áudio. Sinais de vídeo. 7 Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos Mensagens Digitais • • Mensagens digitais são constituídas de símbolos pertencentes a um alfabeto que contém um número finito de símbolos. Exemplos: • • • Um texto é uma mensagem digital construída usando um alfabeto que pode conter em torno de uma centena de símbolos. Uma mensagem telegráfica (código de Morse) é uma mensagem digital construída usando um alfabeto com apenas dois símbolos – marca e espaço. É, portanto, uma mensagem binária. Sinais de voz convertidos para o formato digital: por exemplo, formato PCM (pulse code modulation). 8 Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos Introdução Formas de Onda Analógicas e Digitais g (t ) g (t ) Introdução Forma de onda analógica em tempo contínuo 14 Introdução Sinal Contínuo no Tempo Sinal Discreto no Tempo e Formas deeOnda Analógicas e Digitais Contínuo em Amplitude e m Amplitude Formas de(analógico) Onda Analógicas e Digitais g (t ) (amostrado) g(g(t) nT 2004/1 Classificação do Sinais t g (t ) t t g (t ) tnT t 14 Forma de onda digital em tempo 2004/1 g(nT) ção de Onda Forma de onda analógica em tempo contínuo 14 Forma de onda analógica em tempo contínuo Sinal Contínuo no Tempo Analógicas e Digitais Discreto em Amplitude g(nT) e (Quantizado - telégrafo) g(g(t) nT 2004/1 Forma de onda analógica em tempo discreto Forma de onda digital em tempo contínuo Forma de onda digital em tempo contínuo Sinal Discreto no Tempo e Discreto em Amplitude g(nT) (Quantizado e Amostrado) g(nT) nT nT Forma de onda digital em tempo Lúcio M. da Si ENE - U t nT tnT nda analógica em tempo contínuo Forma de onda analógica em tempo discreto Forma de onda analógica em tempo discreto Forma de onda digital em tempo contínuo 9 Conversão analógico-para-digital de um sinal Introdução digital em tempo discreto Forma de onda Forma de onda digital em tempo discreto Palavrascódigo PCM 111 110 101 Níveis Lúcio M. da Silva de Ts quantização ENE - UnB permitidos Lúcio M. da Silva 1,4 ENE - UnB 1,0 0,6 0,2 15 2004/1 Instantes de amostragem Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos g(nT) nT nT 100 nda analógica em tempo discreto -digital de-0,2 sinal um Introdução Conversão analógico-para011 Conversão analógico-para-digital de um sinal 010 -0,6 Introdução digital em tempo discreto Instantes de amostragem Forma de onda Palavrascódigo PCM Palavrascódigo 111 PCM 111 110 110 101 101 100 100 011 Níveis de Ts quantização permitidos Níveis Lúcio M. da Silva de Ts quantização 1,4 ENE - UnB permitidos 1,4 1,0 1,0 0,6 0,6 0,2 0,2 -0,2 15 2004/1 001 -1,0 Instantes de amostragem 000 -1,4 Classificação do Sinais Seqüência de p.c. PCM Sinal PCM Sinal analógico original Sinal Periódico Sinal analógico reconstruído ! = 0,4 ! = 0,4 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 ção Sinal Não-periódico Conversão analógico-para011 -digital de-0,2 sinal um 010 -0,6 010 -0,6 001 -1,0 Instantes de amostragem 15 2004/1 Sinal PAM quantizado Amostra do sinal analó Amostra quantizada Níveis de quantização permitidos 1,4 1,0 0,6 0,2 -0,2 -0,6 -1,0 -1,4 Lúcio M. da Si ENE - U Ts 001 000 000 -1,0 -1,4 -1,4 Seqüência de p.c. PCM Seqüência de p.c. PCM Sinal PCM Sinal PCM 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 Sinal analógico original Sinal Determinístico Sinal analógico reconstruído Sinal x(t) =analógico original) Asen(2!f0t Sinal PAM quantizado Sinal PAM quantizado Sinal analógico reconstruído ! = 0,4 Amostra do sinal analógico Amostra Sinal Aleatório quantizada Amostra do sinal analógico Amostra quantizadaSilva Lúcio M. da ENE - UnB Lúcio M. da Silva ENE - UnB A t 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 t ncia de p.c. PCM Sinal PCM 1/f0 Amostra do sinal analógico Amostra quantizada Lúcio M. da Silva ENE - UnB Sinal analógico original Sinal PAM quantizado Sinal analógico reconstruído Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos 7 7 10 ""&--./0 ,123456278/9:/#7;<324=>?:8/* Classificação do Sinais #! " 0'1 ! ""&--./0 ,123456278/9:/#7;<324=>?:8/* !"#$!%&#'(#)'*+&!,'- #! !"#$%&'""#&()*#+%, " 0'1 ! !"#$!%&#'(#)'*+&!,'Sinal de Energia t # ! x (")0'1 ! './! $ Sinal de Potência 2 Área finita 3"#4.!567%#'(#8'9:.07% x (t #! " 0'1 ) =!u ( t )$%1!. ! ;7.%&#!.!567%-#<#=#& =# Área infinita # F ! (! './! $ 2 3"#4.!567%#'(#8'9:.07% ;7.%&#!.!567%-#<#=#& =# " & T t ;7.%&#+'9:.07%-#<#=#' =# & # ! (! P = lim F E= !" # x (t ) dt 2 1 x 2 ( t'dt &7* 2 ) T !" T $ F) ) #T 2 T2 # F ! (! • • >?1@-#;!# 3'5#17.%&#!.!567%#!.9A'# !"# B 17.%&#/!#+'9:.07% ;7.%&#+'9:.07%-#<#=#' =# Obs.: Se for sinal energia então não é sinal de potência e vice-versa. Mas um sinal pode não ser de energiaFe nem de potência ao mesmo 2 ' # ! (! &7* tempo. F) ) (*#17.%&#+'/! !"#$1!5#/!#!.!567%#!#!"#$1!5#/!#+'9:.07%# Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos >?1@-#;!# 3'5#17.%&#!.!567%#!.9A'# !"# B 17.%&#/!#+'9:.07%#!#C70!DC!51%@ E%1# 11 (*#17.%&#+'/! !"#$1!5#/!#!.!567%#!#!"#$1!5#/!#+'9:.07%#%'#*!1*'#9!*+'@ Comunicação Analógica Sinal transmitido Sinal recebido atenuado, distorcido e com ruído Ruído pode ser atenuado mas não eliminado! Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos 12 Introdução Elementos de um sistema de comunicação analógico De outras fontes Fonte de informação Sistema de Comunicação Analógico Multiplex Modulador s( t ) 18 2004/1 Introdução Múltiplo Acesso T X6 1 2004/1 Vantagens da comunicação digital C a n ! A comunicação digital é mais robusta do que a comunicação analógica. a " Nos sistemas digitais pode-se usar repetidores regenerativos. l Destinatário da informação $ Sinais # É mais fácil e mais eficiente multiplexar (combinar) sinais digitais do ˆ s(t ) R Múltiplo Demultiplex Demodulador que multiplexar sinais analógicos. Acesso X digitais podem ser codificados para se ter taxas de erro extremamente baixas e alta fidelidade no extremo receptor; ou Para outros codificadosd(estinatários criptografados) para se ter privacidade na comunicação. Lúcio M. da Silva % Os circuitos (hardware) digitais são, em geral, mais baratos e- seu custo ENE UnB apresenta uma tendência de queda bem mais acentuada do que a do Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos custo dos circuitos analógicos.13 & Sistemas digitais são mais flexíveis, ou seja, facilitam expansões e mudanças futuras. Introdução Lúcio M. da Silva ENE - UnB 19 2004/1 Elementos de um sistema de comunicação digital Fonte de informação Comunicação Digital Bits-fonte Bits-canal de Formatador Introdução Fonte Codificador Criptografia Codificador de Canal Multiplex Modulador Espalhador Espectral s i (t ) De outras fontes Múltiplo Acesso X 2004/1 17 T Entrada Robustez da transmissão digital digital mi 1 0 0 Dados binários 1 Sincronização 0 1 1 Sinal digital Sinal transmitido ˆ mi Sinal recebido distorcido (sem ruído) Seqüência de bits Saída digital Níveis discretos Limiar de X Decisão R C a n a l ˆ s i (t ) Formatador Decodificador de Fonte Decifrador Decodificador de Canal Demultiplex Demodulador Desespalhador Espectral Múltiplo Acesso Destinatário da informação distorcido Sinal recebido -fonte Bits (com ruído) Instantes de amostragem Bits-canal Para outros destinatários Lúcio M. da Silva ENE - UnB Ruído pode ser eliminado! Sinal regenerado Dados binários recuperados 1 0 0 1 1 1 1 Bit errado! Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos 14 Lúcio M. da Silva ENE - UnB 9 8 Comunicação Digital • Elementos de um sistema de comunicação analógico • • • • • fontes informação Introdução 18 2004/1 A comunicação digital é mais robusta do que a comunicação analógica. Nos sistemasoutras podem-se usar repetidores regenerativos. De digitais É mais fácil e mais eficiente multiplexar (combinar) sinais digitais do q Fonte de ue multiplexar sinais analógicos. Múltiplo Multiplex Modulador Sinais digitais podem ser codificados para se ter taxas de erro Acesso X extremamente baixas e alta fidelidade no extremo receptor; ou codificados (criptografados) para se ter privacidade na comunicação. a Os circuitos (hardware) digitais são, em geral, mais baratos e seu custo n a apresenta uma tendência de queda bem mais acentuada do que a do l custo dos circuitos analógicos. C s( t ) T Destinatário da informação Sistemas digitais são mais flexíveis, ou seja, facilitam expansões e ˆ s(t ) R Múltiplo mudanças Demultiplex futuras. Demodulador Acesso X 15 Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos Para outros destinatários Lúcio M. da Silva ENE - UnB Sistema de Comunicação Introdução Digital Elementos de um sistema de comunicação digital De outras fontes Fonte de informação Formatador Bits-fonte Codificador de Fonte Criptografia Bits-canal Codificador de Canal Multiplex Modulador Espalhador Espectral s i (t ) Múltiplo Acesso 19 2004/1 T X Entrada digital mi Seqüência de bits Saída digital ˆ mi Formatador Decodificador de Fonte Decifrador Decodificador de Canal Demultiplex Sincronização Sinal digital C a n a l ˆ s i (t ) Demodulador Desespalhador Espectral Múltiplo Acesso R X Destinatário da informação Bits-fonte Bits-canal Para outros destinatários Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos 16 Lúcio M. da Silva ENE - UnB Modulação m(t ) Largura de Faixa Introdução Formas de Onda Analógicas e Digitais g (t ) Sinal-mensagem de banda básica G(f) Transformada de g (t ) Fourier F t Largura de faixa 14 do canal M( f ) 2004/1 Distorção Bm -Bm O c( t ) 0 t Bm Bm f f! Forma de onda analógica em tempo contínuo • • • • • Largura de faixa Forma de onda digital em tempo contínuo do sinal g(nT) Um dos fatores determinantes da qualidade do sinal recebido é a relação entre as larguras de faixa do sinal genT) canal. ( do A largura de faixa corresponde à diferença entre a máxima e mínima frequência do espectro. nT nT -fc BT Forma de onda analógica em tempo discreto Quando a frequência máxima é infinita, pode-se considerar o intervalo entre as frequências correspondentes aos pontos de meia potência (-3dB), Forma de onda digital em tempo discreto ENE - UnB ou o intervalo que contém 90% da potência total Silvaespectro. Lúcio M. da do Se a largura de faixa do canal for menor que a do sinal, então ocorre distorção. 17 Na prática, ger Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos Introdução Palavrascódigo PCM 111 110 101 100 011 010 001 000 Conversão analógico-para-digital de um sinal Instantes de amostragem Ts 15 2004/1 Níveis de quantização permitidos 1,4 1,0 0,6 0,2 -0,2 -0,6 -1,0 -1,4 Relação Sinal-Ruído ! = 0,4 Outro fator importante para a compreensão do sinal recebido é a 1 1 0 Seqüência de p.c. PCM entre as potências1 do sinal 0 1 1 1 1e 1 0 ruído no receptor. relação 0 0 0 0 0 1 0 recebido do • • • Introdução ""&--./0 ,123456278/9:/#7;<324=>?:8/* Sinal analógico original Sinal analógico reconstruído A relação sinal-ruído ou SNR corresponde à razão: !"#$%&'""#&()*#+%, Sinal Si quantizado Potência do PAMnal S Amostra do sinal analógico S% " Amostra quantizada !"#$%&'( = SNR = ! SNRdB = 10 log10 $ ' dB Lúcio M. da Silva # R& Potência do Ruído R ENE - UnB Como o ruído-#.#//012*,%*1*,324#1#-5#/,52%'/,3#,/2-*2/ )*+#&*(,!"# sempre está presente, a qualidade é dada pela SNR: Portadora quanto menor a SNR, mais ruidoso o sinal recebido. Sinal PCM Modulação )2%',3#,/2-*&,*-*&672.' 8*1791*,3#,4*2"*,3*, $#-/*7#$ :*;<',/2-*&= 19>3',?3@A !"#$%&$'()*+%)%&$,-$.&*&/"0+) 1(%+"$%&$'()*+%)%&$23 45%+"$%&$)*.)$/+%&*+%)%& 1(%+"$%&$'()*+%)%&$637 8 9)0)*$:"0"/;0+9" 8 9)0)*$&<.&=&"/;0+9" !>%&"$%&$?!$9":&=9+)* Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos 18 @AA$B#$C DE@$FB# GAA$B#$C H$FB# @A$B#$C @A$FB# HA$B#$C GH$FB# @D$B#$C HD$FB# IA$B#$C JE@$3B# Sinal modulante 7 @H$C DH JA$C HA HH$C IH JH$C IA JH$C HH Sinal AM 3"%(*)KL"$,"=$,(*<"< M (:$,="9&<<"$%+<9=&."$"0%&$,(*<"<$"9"==&:$),&0)<$ &:$9&=."<$.&:,"<$%+<.+0."<E Capacidade de Canal Introdução 26 2004/1 Permutaoentre, maior a taxa de bits que ele suporta. Permuta canal potência e largura de banda d • • • Basicamente, para sinais digitais, quanto maior a largura de faixa Além disso, quanto menor a relação sinal-ruído, mais ruidoso o Os doissrecursos primários de maissistema de comunicação são um bits errados no receptor, inal digital e tem-se ! " c largura de banda de transmissão (ou aomprometendo a integridade da mensagem. do canal), BT, e a potência apacidade transmitido, Pde bits suportada por um Portanto, a c do sinal ou taxa máxima s. canal binário é dada por (Shannon, 1951): Estes dois recursos controlam a quantidade (ou taxa) de informação que pode ser transmitida e a qualidade desta S$ ! transmissão. C = Bcanal 10 log 2 # 1 + & bits/s " R% Algumas técnicas de modulação permitem a permuta entre BT e Ps. Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos 19 Lúcio M. da Silva ENE - UnB Introdução Tipos de Canais Canais de Comunicação 27 2004/1 Propagação guiada Propagação não-guiada (ou livre) Pares de fios trançados Cabos coaxiais Fibras ópticas Canais de radiofreqüência: Canais de radiodifusão Canais de rádio móvel Canais de satélites Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos 20 Lúcio M. da Silva ENE - UnB 456278/9:/#7;<324=>?:8/* '%%()*+)"*,')/0+123+4560# 74#0578 Faixas de Frequência ""&--./0 ,123456278/9:/#7;<324=>?:8/* !"#$%&'""#&()*#+%, !"#$%&'""#&()*#+%, !"#$%&'%%()*%+&*,')+*,-.%&/*),. !"#$%&'(%)* 012-.%)-3)*4/ 924:;<5.38 /0+123+4560# 74#0578 924:;<5.38 !& !"####$% ,!"####+ ,!"####+ +*,-.%&/*),. !"#$%&'(%)* 012-.%)-3)*4/ 567)-&3)1,.* !& !"####$% Transmissão Confinada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ransmissão Não-confinada !""#($% !"#($% !#($% !""#)$% !"#)$% !#)$% !""#*$% !"#*$% !#*#$% Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos 21 ,%+#*)(&#""'&%$#"! */8:?>=423<;7#/:9/872654321, 0/.--&"" '/((&.(-,+*#%)#('&%$#"! Par Trançado • • • • • • Cabo de cobre rígido Enrolados em espiral :(4#'6GFE'6+$)%*#0#4'"#'%,+&D '&%7+( '6&%,+5)+34 '&#3+2 '"#10()$ /.%&%$#"!- '&%,+)$*)%( '&%$#" ! :&+($429'&+37$*'#'&$+$8+%( '&+,)%? '#, '&%,+"+>( '"=7"+4 /.%&%$"!$#- '&%,+)$*)%(<%;) '&%$#" ! '&%($429 '&$+)$& '# '&+,)%%3($" '6%$,A3 '"#10()$ '.-&,'+ *)('- @&+#3=+ :%;&1*$C':&%>0#"3#B+3*)$ '),2-,+*#+,1#0"! Composto por pares de fios '#, '&+8+4- '"J 'I '/%"$8A" '%4)#"$32"%H .&M7L I'K'&%,+, .3%,$4#2#3'"#&-'"J'Q'P'O%B'#,'&$+)$N Transmissão analógica ou digital Taxas de transmissão de dezenas de Mbps Tipos: • • STP (Shielded Twisted Pair) UTP (Unshielded Twisted Pair) 22 Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos • Transmissão analógica ou digital • Taxas de transmissão de dezenas de Mbps • Tipos: ,%+#*)(&#""'&%$#"! */8:?>=423<;7#/:9/872654321, 0/.--&"" – STP (Shielded Twisted Pair) – UTP (Unshielded Twisted Pair) '/((&.(-,+*#%)#('&%$#"! Par Trançado Categorias UTP • • • Introdução '&%7+( '6&%,+5)+34 '&#3+2 '"#10()$ /.%&%$#"!- '&%,+)$*)%( '&%$#" ! :&+($429'&+37$*'#'&$+$8+%( '&+,)%? '#, '&%,+"+>( '"=7"+4 /.%&%$"!$#- '&%,+)$*)%(<%;) '&%$#" ! '&%($429 '&$+)$& '# '&+,)%%3($" '6%$,A3 '"#10()$ '.-&,'+ *)('- @&+#3=+ :%;&1*$C':&%>0#"3#B+3*)$ 30 2004/1 • UTP (Unshielded Twisted Pair) Não blindado '),2-,+*#+,1#0"! Lúcio M. da Silva ENE - UnB • '#,Capacidade de 155 Mbps em 100 m • Utilizado em telefonia '&+8+4- '"J 'I Padronização realizada pela EIA/TIA (Electronic Industries '/%"$8A" '%4)#"$32"%H .&M7L • Grande atenuaçãoI'K'&%,+, • Facilidade de instalação Association/Telecommunication Industries Association) Introdução .3%,$4#2 '"#&-'"J'Q'P'O% '&$+)$N • Muito#3susceptívelB'a#,interferências • Baixo Custo O cabos dividem-se em 5 categorias: • UTP (Unshielded Twisted Pair) :(4#'6GFE'6+$)%*#0#4'"#'%,+&D 30 2004/1 – bitola do fio, Categorias UTP em AWG (American Wire Guage) Introdução Pela padronização realizada pela EIA/TIA (Electronic Industries Association/ – níveis de segurança, UL (Underwriter realizada )pela EIA/TIA (Electronic Industries Telecommunication Industries • Padronização Laboratories Association), cabos UTP dividem-se em 5 categorias: Impedância Association/Telecommunication Industries Association) Categoria (ohms) / Aplicações • O cabos dividem-se em 5 categorias: Bitola (AWG) Cat. 1 Cat. 2 Cat. 3/UL nível III 29 2004/1 • 150 26 Não blindado(64 kbps) Telefonia – bitola do/fio, em AWG (American Wire Guage) 100 / 26 ISDN (2 • Utilizado emMbps) telefonia – níveis de segurança,ken Ring (4 Mbps) Laboratories) To UL (Underwriter 100 / 24 100 / 24 Cat. 4/UL nível IV Cat. 5/UL nível V ImpedâncMbps) Token Ring (4 e 16 ia Categoria Ethernet (10 Mbps) / • Baixo custo (ohms) Token Ring (4 e 16 Mbps) Bitola (AWG) 100 / 24 Cat. 1 Cat. 2 150 / 26 Ethernet (10 Mbps) • Facilidade de instalação Aplicações Telefonia (64 kbps) • CapacidadeMbps Mbps em 100 m até 100 de 155 ENE - UnB Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos Token • ível III ível / interferências Ring (4 Mbps) Cat. 3/UL nMuito suscept100 a 24 Ethernet (10 Mbps) Token Ring (4 e 16 Mbps)<;7#/:9/872654321, 0/.--&"" ,%+#*)(&#""'&%$#"! */8:?>=423 Cat. 4/UL nível IV 100 / 24 Ethernet (10 Mbps)'/((&.(-,+*#%)#('&%$#"! Token Ring (4 e 16 Mbps) Cat. 5/UL nível V 100 / 24 '&%7+( '6&%,+5)+34a&#3+100 10()$ /.%&%$#"!- '&%,+)$*)%( '&%$#" ! 'té 2 '"# Mbps :&+($429'&+37$*'#'&$+$8+%( Lúcio M. da Lúcio M. da Silva Silva ENE ENE - UnB- UnB '&+,)%? '#, '&%,+"+>( '"=7"+4 /.%&%$"!$#- '&%,+)$*)%(<%;) '&%$#" ! '&%($429 '&$+)$& '# '&+,)%%3($" '6%$,A3 '"#10()$ '.-&,'+ *)('- @&+#3=+ :%;&1*$C':&%>0#"3#B+3*)$ 31 2004/1 • Grande atenua23ão/ 26 da Silva ç Lúcio M. 100 ISDN (2 Mbps) Introdução STP (Shielded Twisted Pair) • Adotado pela IBM • Malha blindada global, blindagem STP (Shielded Twisted Pair) interna :(4#'6GFE'6+$)%*#0#4'"#'%,+&D • Impedância característica - 150 ! Adotado pela IBM Introdução '#, '&+8+4- '"J 'I '/%"$8A" '%4)#"$32"%H .&M7L I'K'&%,+, • Capacidade de 500 Mbps em 100 m STP Malha blindadaTwisted Pair%),$interna"J'Q'P'O%B'#,'&$+)$N (Shielded global, blindagem 4#2#3'"#&-' .3 • Mais caro Impedância característica 150 Ω • Grande atenuação • Adotado de IBM Capacidade • Mais imune a interferências pela 500 Mbps em 100 m • Malha blindada global, blindagem • Comum em redes Token Ring e Mais caro FDDI (Fiber Distributed Data interna Grande atenuação Interface) • Impedância característica - 150 ! Mais imune a interferências Par Trançado '),2-,+*#+,1#0"! • Capacidade de 500 Mbps em 100 m Silva Lúcio M. da Comum em redes Token Ring eENE - UnB (Fiber Distributed Data FDDI Mais caro Interface) • Grande atenuação • Mais imune a interferências • Comum em redes Token Ring e FDDI (Fiber Distributed Data 15 Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos 24 Interface) Lúcio M. da Silva ENE - UnB • • • • • • •• •• 31 2004/1 1 Fibras Ópticas • • • • • • Largura de banda potencialmente enorme (da ordem de 10 THz) Baixas perdas de transmissão, tão baixas quanto 0,1 dB/km Imunidade a interferências eletromagnéticas, que é uma característica inerente de uma fibra óptica vista como um guia de onda dielétrico ,123456278/9:/#7;<324=>?:8/* ""&--./0 Dimensão e peso pequenos, caracterizado por um diâmetro não !"#$%&'()*$+,-&.)* maior que de um cabelo humano Robustez e flexibilidade Baixo custo #/(% !"#$%& '&(%)*&+,-%-.%(' #/"&0)* #1"220)* !"#$%&'""#&()*#+%, Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos 25 !"#$%#%$&' ( ( )*+,-./0-/01-,2#$1+./"3,10./0-/$&1./! -/4501+-/0-/$-6$&78./19%&,/& ":; <&"+&/01-,2#$1+&/"3,10&/#-50./4501+-/0-/$-6$&78./"=; Introdução Modulação >/ 4501+-/ 0-/ $-6$&78./ 0./ 5*+,-./ 2 ?&1.$/ @%- 0&/ +&"+&A/ B.$#&5#.A/ &/ ,%C/ "-/ B$.B&9&/ &./ ,.59./ 0&/ 61D$&/ &#$&E2"/ 0-/ $-6,-FG-"/ 15#-$5&"/ -5#$-/ &/ 15#-$6&+-/ 20 2004/1 5*+,-.H+&"+&; Modulação m(t ) Sinal-mensagem de banda básica M( f ) s( t ) Modulador Sinal modulado passa-faixa Onda portadora, ct ) )= = cAcos ( (2p ff c t+ " cc) ( t A c cos 2! ct + q ) c( -Bm 0 Bm f! S( f ) -fc BT 0 fc f! Deslocamento do espectro para fc BT Na prática, geralmente fc >>Bm Lúcio M. da Silva ENE - UnB Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos 26 21 Lúcio M. da Silva ENE - UnB Introdução Modulação Modulação Analógica 21 2004/1 Portadora Sinal modulante Sinal AM Sinal PM Sinal FM Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos 27 Lúcio M. da Silva ENE - UnB 10 Introdução Modulação Modulação Digital 1 0 1 1 0 0 s(t) 1 Tb = Rb 22 2004/1 Dados binários 1 0 Sinal ASK ( “on-off keying”) 0 t s(t) Sinal FSK 0 t s(t) Sinal PSK 0 Lúcio M. da Silva ENE - UnB t Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos 28 Introdução 23 Motivos para Modular • • Na comunicação via rádio, para radiação eficiente, a dimensão da antena radiante deve ser da ordem de um décimo ou mais do comprimento de onda do sinal radiado: l! A potência em um sinal de voz concentra-se nas freqüências de 300 a 3000 Hz, logo: 3 " 10 7 5 Introdução 300 Radiação eletromagnética eficiente Radiação 3 " 10 7 f = 300 Hz: l ! m # l ! 10 m = 100 km 24 2004/1 " c 3 # 10 8 3 # 10 7 , "= = $l ! m 10 f f f • • Portanto,décimo ou mais do comprimento de onda do sinal de voz em sua banda básica seria para radiar eficientemente um sinal radiado. necessário uma antena com dimensão da ordem de 100 km. f f Modulando-se com portadoras nas seguintes frequências altas, o comprimento da antena seria realizável em um sinal de voz está concentrada na seguinte fisicamente, da ordem de: Por exemplo, a potência faixa de freqüências: f: !: 1 00 3 000 Na comunicação Hz:rádio, o sinal deve ser ! 10 4 mpara o km f = 3000 via l ! m # l radiado = 10 espaço livre na forma de uma onda eletromagnética; e para uma radiação 3000 eficiente, a dimensão da antena radiante deve ser da ordem de um l = v = 300.000 (km) fc 1 MHz 100 PMHz para radiar eficientemente 1 GHz ortanto, la a 3 000 30 mkm 1 00 Hz 30seria necessário cmantena com cm 3 uma dimensão da ordem de 100 km. um sinal de voz em sua banda básica Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos freqüência da portadora comprimento de onda 1 29 MHz 300 m 100 MHz 3m 1 GHz 30 cm Lúcio M. da Silva ENE - UnB Introdução 25 2004/1 Motivos para Modular Transmissão simultânea de vários sinais por um único canal Fonte 1 Fonte 2 Fonte 3 Multiplex Canal Destinatário 2 Destinatário 3 Demultiplex Destinatário 1 • • Técnicas de modulação possibilitam também a transmissão simultânea de Lúcio M. da Silva vários sinais por um único canal, através da multiplexação em frequência. ENE - UnB Diferentes deslocamentos em frequência permitem separar os sinais em diferentes trechos não sobrepostos do espectro de frequências disponível. DADOS ADSL VOZ UPSTREAM DOWNSTREAM 12 30 Prof.Dr. Rodrigo P. Lemos frequência Obrigado! 31 ! ...
View Full Document

Ask a homework question - tutors are online