ELETRNICA INDUSTRIAL
- TELECOMUNICAES
NDICE 1. LIGAES TELEFONICAS URBANAS E INTERURBANAS
...............................1 1.1
COMUNICAES..............................................................................................1
1.2 caractersticas preliminares de uma ligao telefnica
......................................1 1.2.1 Som
................................................................................................................1
1.2.2 Voz
.................................................................................................................2
1.2.3 Ouvido
............................................................................................................2
1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 faixa de frequncias utilizadas
...........................................................................3
transformao de energia acstica em energia eltrica
.....................................3 transformaes de energia
eltrica em energia acstica ...................................4
ligao telefnica
elementar...............................................................................5
central telefnica
................................................................................................7
1.8 ligao telefnica urbana
...................................................................................9
1.8.1 Ligao Telefnica Manual com Bateria Local
............................................10 1.8.2 Ligao
Telefnica Manual com Bateria Central
..........................................10 1.8.3 Ligao Telefnica
Automtica.....................................................................11
1.9 ligao telefnica
interurbana...........................................................................11
1.9.1 Ligao Manual
............................................................................................11
1.9.2 Ligao Semi-Automtica
.............................................................................13
1.10 ligao automtica ou Ddd discagem direta distncia
...............................14
1. CONCEITOS BSICOS DE MULTIPLEXAO
.................................................15 2.1 2.2 2.3 2.4
2.5 modos de operao de um meio de
transmisso.............................................15 canal e
circuito
.................................................................................................15
circuito a 2 fios e a 4 fios
..................................................................................16
conceito de multiplexao
................................................................................18
tipos de
multiplexao......................................................................................20
2. Meios de transmisso utilizados pelo
multiplex..............................................20 3.1
SISTEMAS DE TRANSMISSO VIA RDIO
...................................................21 3.1.1
Sistemas de rdio HF
...................................................................................24PROF.
MARCELO DIOGO DOS SANTOS
i
ELETRNICA INDUSTRIAL
- TELECOMUNICAES
3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.1.6
Sistema de rdio VHF/UHF
..........................................................................
25 Sistemas de rdio-microondas em
visibilidade............................................. 26
Sistemas de rdio-tropodifuso
....................................................................
27 Sistemas rdio-satlite
.................................................................................
29 Sistemas rdio em
EHF................................................................................
29
3.2 SISTEMAS DE TRANSMISSO VIA LINHA FSICA
....................................... 30 3.2.1 Pares de Fios
...............................................................................................
30 3.2.2 Linhas
Abertas..............................................................................................
32 3.2.3 Linhas de Transmisso de Energia Eltrica
................................................. 34 3.2.4 Cabos
Coaxiais Terrestres
...........................................................................
34 3.2.5 Cabo Coaxial
Submarino..............................................................................
36 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 5 5.1 servios de
telecomunicaes..........................................................................
37 ASSINANTES DE TELEFONIA PBLICA
....................................................... 38
ASSINANTES DE REDE
TELEGRFICA........................................................
38 SERVIO MVEL
MARTIMO.........................................................................
38 CIRCUITOS
.....................................................................................................
38 TRANSMISSO DE MSICA DE ALTA
QUALIDADE..................................... 39 ASSINANTES DA
REDE DE TRANSMISSO DE DADOS............................. 39
Introduo Sinalizao
...................................................................................
40 Sinalizao Acstica
........................................................................................
40
5.2 Sinalizao de Linha
........................................................................................
40 5.2.1 Tipos de Sinalizao de
Linha......................................................................
42 5.2.2 Sinalizao por Loop de Corrente
Cotnua................................................... 42 5.2.3
Sinalizao E & M pulsada
...........................................................................
43 5.2.4 Sinalizao E & M
contnua..........................................................................
43 5.3 5.4 Sinalizao R2
digital.......................................................................................
45 Sinalizao
multifrequencial.............................................................................
47
7. PRINCPIOS DA TCNICA
PCM.........................................................................
49 7.1 7.2ii
teorema da amostragem
..................................................................................
50 CONVERSO ANALGICO/DIGITAL
.............................................................
50PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
ELETRNICA INDUSTRIAL
- TELECOMUNICAES
7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.2.4
Amostragem
.................................................................................................50
Quantizao..................................................................................................51
Codificao
...................................................................................................52
Multiplexao................................................................................................53
7.3 converso digital/analgico
..............................................................................53
7.3.1 Demultiplexao
...........................................................................................53
7.3.2 Decodificao
...............................................................................................54
8 sistemas de transmisso
digital........................................................................55
8.1 caractersticas gerais dos sistemas de transmisso
pcm.................................55 8.1.1 Circuito de converso
...................................................................................55
8.1.2 Sincronismo entre emissor e receptor
..........................................................55 8.1.3
Cdigo de
linha.............................................................................................56
8.1.4 Equipamento terminal de linha
.....................................................................57
8.1.5 Repetidores regeneradores
..........................................................................57
8.2 sistema de transmisso pcm 30
.......................................................................57
8.2.1 Quadro de pulsos
.........................................................................................57
8.2.2 Palavra de alinhamento de quadro
...............................................................58
8.2.3 Palavra de servio
........................................................................................58
9 9.1 9.2 9.3 9.4 comutao digital
...............................................................................................59
comutador temporal
.........................................................................................59
comutador espacial
..........................................................................................60
diferena bsica entre o comutador temporal e espacial
.................................61 memria de
controle.........................................................................................61
9.5 rgos de uma central de comutao digital
....................................................62 9.5.1
Equipamentos de conexo
...........................................................................63
9.5.2 Matriz de acoplamento digital
.......................................................................63
9.5.3 Comando
......................................................................................................64
9.5.4 Ligao entre dois assinantes
......................................................................64
10 sinalizao
..........................................................................................................65
10.1 10.2 sinalizao de assinante
..................................................................................65
sinalizao acstica
.........................................................................................68
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
iii
ELETRNICA INDUSTRIAL
- TELECOMUNICAES
10.3 10.4
sinalizao de
linha..........................................................................................
69 sinalizao de registradores
............................................................................
72
11 TEORIA DO SISTEMA
CELULAR.......................................................................
75 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 INTRODUO
.................................................................................................
75 SERVIO TELEFONIA FIXA
...........................................................................
76 SERVIO DE TELEFONIA
MVEL.................................................................
76 SERVIO DE TELEFONIA MVEL APERFEIOADO
................................... 76 SERVIO DE TELEFONIA MVEL
APERFEIOADO ................................... 78 LAYOUT DE UM
SISTEMA CELULAR
............................................................ 79
ARQUITETURA DO SISTEMA CELULAR COM DISTRIBUIO COMUTADA 79 CONEXES
REDE DE TELEFONIA FIXA / TELEFONIA MVEL.................. 80 UM
SISTEMA TELEFNICO CELULAR
......................................................... 80
11.10 ARQUITETURA DAS INTERFACES DO SISTEMA CELULAR
....................... 81 11.11 FAIXA DE FREQNCIA
................................................................................
81 11.12 ESPECTRO ELETROMAGNTICO
................................................................ 82
11.13 DESIGNAO DE CANAIS PARA CONJUNTOS DE 12
CANAIS.................. 83 11.14 ATRIBUIES DE CANAIS PARA
APARELHOS DE 21 CANAIS.................. 84 11.15 ESQUEMA DOS
COMPONENTES DA UNIDADE MVEL............................. 85 11.16
UNIDADE DE CONTROLE
..............................................................................
86 11.17 UNIDADE MVEL (HAND SET)
......................................................................
87 11.18 CLASSES DE UNIDADES MVEIS
................................................................ 88
11.19 FUNES ESPECIAIS E FUNES BSICAS
............................................. 89 11.20 PROPAGAO DAS
ONDAS DE RDIO MVEL.......................................... 90
11.21 PROPAGAO DAS ONDAS DE RDIO - AMBIENTE MVEL
.................... 90 12 ANTENA DE ESTAO RDIO
BASE............................................................
91ivPROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
ELETRNICA INDUSTRIAL
- TELECOMUNICAES
12.1 12.2 12.3
DIVERSIDADE - UNIDADE MVEL
................................................................92
CANAL DE VOZ CELULAR
AMERICANO.......................................................93
HANDOFF
........................................................................................................95
13 ESTAO RDIO-BASE - ERB
.....................................................................96
13.1 13.2 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 13.8 13.9 PROCESSO DE CONFIGURAO
DA CHAMADA ........................................96 CANAL DE
CONTROLE DIRETO
....................................................................97
CANAL DE CONTROLE DIRETO
....................................................................97
TIPOS DE MENSAGENS DO CANAL DE CONTROLE DIRETO
....................97 TIPOS DE MENSAGENS DO CANAL DE CONTROLE
DIRETO ....................98 CANAL DE CONTROLE REVERSO
................................................................99
FUNES DA ESTAO
RDIO-BASE.......................................................100
EQUIPAMENTO DA ESTAO
RDIO-BASE..............................................101 CONTROLE
DINMICO DE POTNCIA
.......................................................102
13.10 ARQUITETURA DA ESTAO RDIO-BASE VISO
GERAL......................104 14 CENTRAL DE COMUTAO E CONTROLE
CCC-........................................105 14.1 14.2 14.3 14.4
14.5 14.6 14.7 14.8 14.9 COMPONENTES DO SISTEMA
CELULAR...................................................105
ESQUEMA DOS COMPONENTES DA
CCC.................................................106 FUNES DA
CCC - PROCESSAMENTO DE CHAMADAS ........................107 FUNES
ADMINISTRATIVAS E DE MANUTENO TPICAS DA CCC ...107 INFORMAES
ANALGICAS PELO CANAL DE VOZ..............................108
SINALIZAO DIGITAL NO CANAL DE VOZ
...............................................109 CHAMADA
ORIGINADA PELO MVEL
........................................................110 CHAMADA
TERMINADA NO MVEL
...........................................................111
DESCONEXO PARTIR DO
MVEL.........................................................112
14.10 DESCONEXO PARTIR DA REDE PBLICA
...........................................112
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
v
ELETRNICA INDUSTRIAL
- TELECOMUNICAES
14.11 REGISTRO E MVEL EM SERVIO NO ESTADO DE REPOUSO
............. 113 14.12 ORIGINAO DE CHAMADAS A PARTIR DA UNIDADE
MVEL ............... 113 14.13 ORIGINAO DE CHAMADAS PARA A UNIDADE
MVEL ........................ 114 14.14 LIBERAO DE CHAMADAS
.......................................................................
115 15 CONCEITO DE ENGENHARIA CELULAR
....................................................... 116 15.1
15.2 15.3 15.4 15.5 CONCEITO DE REUTILIZAO DA
FREQNCIA..................................... 116 MAPAS DE ESTAO
RDIO-BASE NO MUNDO REAL ............................ 116 CLULA
DIRECIONAL
..................................................................................
117 DIVISO DAS
CLULAS...............................................................................
117 RESUMO
.......................................................................................................
118
16 HISTRICO DO SISTEMA MVEL
CELULAR................................................. 120 16.1 A
EVOLUO NAS COMUNICAES CELULARES...................................
120 16.1.1 Primeira Gerao de Sistemas Mveis
...................................................... 120 16.1.2
Segunda Gerao de Sistemas Mveis
..................................................... 121 16.1.3
Terceira Gerao de Sistemas
Mveis....................................................... 123 17
Tecnologias Utilizadas na Telefonia Celular
.................................................. 126 17.1 17.2
17.3 17.4 17.5 17.6 17.7 17.8 17.9 Clulas CDMA: Padro de Reuso
Universal .................................................. 126
Modulao CDMA
..........................................................................................
126 Esquema Bsico do
CDMA............................................................................
127 Handoff
..........................................................................................................
127 Privacidade
....................................................................................................
127
Custo..............................................................................................................
128 Facilidades
.....................................................................................................
128 Reflexos para o Usurio da Tecnologia Digital
.............................................. 128 W - CDMA
......................................................................................................
129
18 PAGING
.............................................................................................................
130viPROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
ELETRNICA INDUSTRIAL
- TELECOMUNICAES
18.1 18.2 18.3 18.4 18.5 18.6
INTRODUO
...............................................................................................130
SISTEMA DE COMUNICAO SEM
FIO......................................................131
SISTEMA DE COMUNICAO SEM
FIO......................................................132
HISTRICO
...................................................................................................133
SISTEMA BSICO ATUAL
............................................................................134
PAGING TERMINAL OU
CODIFICADOR......................................................134
18.7 FORMAS DE CONEXO DO PAGING TERMINAL AO CONJUNTO
TRANSMISSOR........................................................................................................135
18.8 18.9
SIMULCAST...................................................................................................136
PARMETROS PARA O AUMENTO DA REA DE COBERTURA...............136
18.10 APLICAES PARA O PAGER
....................................................................138
18.11 Novas
Tecnologias.........................................................................................138
18.12
CONCLUSO.................................................................................................140
19 SISTEMA TRONCALIZADO DE RADIOCOMUNICAO MVEL (STR)........141
19.1 19.2 19.3 19.4 19.5 19.6 19.7 19.8 19.9 INTRODUO
...............................................................................................141
COMPARAO
.............................................................................................142
SISTEMA DE REPETIDORAS TRONCALIZADAS
.......................................143 POR QU
TRONCALIZADO?........................................................................144
COMPARAO ENTRE CELULAR E TRONCALIZADO
..............................144 CANALIZAO
..............................................................................................144
STR SEM CANAL DE CONTROLE
DEDICADO............................................144 STR COM
CANAL DE CONTROLE DEDICADO
...........................................145 CANAL DE OPERAO
................................................................................145
19.10 CANAL DE CONTROLE
................................................................................145
19.11 COMPONENTES DO
STR.............................................................................146
19.12 ENDEREAMENTO NO SISTEMA
...............................................................146PROF.
MARCELO DIOGO DOS SANTOS
vii
ELETRNICA INDUSTRIAL
- TELECOMUNICAES
19.13 PROCESSAMENTO DE CHAMADAS
........................................................... 147
19.14 ALGUNS TIPOS DE CHAMADAS
.................................................................
147 19.15 SEQNCIA DE
CHAMADAS.......................................................................
147 19.16 RECURSOS DE ACESSO AO SISTEMA
...................................................... 148 19.17
RECURSOS DE CONFIABILIDADE
.............................................................. 148
19.18
PROTOCOLOS..............................................................................................
148 19.19 STR DIGITAL
.................................................................................................
149 19.20 CONCLUSO
................................................................................................
149 20
Satlite...............................................................................................................
150 20.1 20.2 20.3 20.4 20.5 20.6 SATLITE GEO
.............................................................................................
150 SATLITE MEO
.............................................................................................
151 SATLITE LEO
..............................................................................................
151 SATLITE LLEO
............................................................................................
151 RESUMO DOS PROJETOS DAS EMPRESAS PCSS
.................................. 152 APLICAES
................................................................................................
154
21 Projeto IRIDIUM
................................................................................................
155 22 Introduo s comunicaes mveis por
satlite......................................... 161 22.1 22.2 22.3
22.4 22.5 22.6 Sistemas no geoestacionrios
.....................................................................
161 Sistemas geoestacionrios
............................................................................
162 Iridium
............................................................................................................
162
Globalstar.......................................................................................................
163 Odyssey
.........................................................................................................
164 Inmarsat
.........................................................................................................
164
23 Glossrio Tcnico
............................................................................................
165
viii
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
ELETRNICA INDUSTRIAL
- TELECOMUNICAES
1.
LIGAES TELEFONICAS URBANAS E INTERURBANAS
1.1 COMUNICAES A comunicao inata ao homem e graas a esta
virtude, ao seu raciocnio e ao seu dinamismo que ele atinge o
progresso. A histria das Telecomunicaes nasce quando o homem sente
a necessidade de expressar o seu pensamento a um semelhante, e isto
ele faz atravs da mmica, da palavra e da grafia. Porm a distncia um
obstculo a uma comunicao, principalmente quando se usam os
processos naturais. O progresso do mundo tecnolgico e a necessidade
de comunicar-se a grandes distncias, exigiram do homem uma soluo
que buscasse os anseios de todos os setores de atividade onde as
comunicaes se fizessem necessrias. A soluo tcnica do problema
surgiu ento com o invento da telegrafia, da comunicao via rdio e,
finalmente, da telefonia. Porm, o crescente nmero de comunicaes
urbanas e interurbanas exigiram novas medidas que culminaram com o
advento do sistema multipex, no qual ser aqui explanado a guisa de
iniciao apenas, a fim de fornecer os conhecimentos bsicos
essenciais, que permitir ao pessoal tcnico um completo domnio desta
tecnologia. Para melhor compreenso do que vem a ser um sistema
multiplex, necessrio o prvio conhecimento de alguns elementos de
telefonia relacionados com a ligao telefnica.
1.2 CARACTERSTICAS PRELIMINARES DE UMA LIGAO TELEFNICA 1.2.1 Som
O som se produz por vibraes mecnicas de freqncias perceptveis pelo
ouvido humano, num meio eltrico. Assim, se tivermos um pedao de
borracha distendido entre dois pontos, ao esticar e soltar a parte
central, haver uma vibrao numa determinada freqncia, produzindo um
som (fig. 1).
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
1
ELETRNICA INDUSTRIAL
- TELECOMUNICAES
Fig. 1 Vibrao de um pedao de borracha produzindo som. Nos meios
gasosos, o som se propaga no sentido longitudinal, ou seja, na
direo da vibrao. Nos meios slidos, o som se propaga no sentido
longitudinal e transversal. 1.2.2 Voz As cordas vocais do ser
humano so capazes de produzir vibraes sonoras dentro de uma gama de
100 a 10000Hz. Cada som emitido composto simultaneamente de vibraes
de diversas freqncias, harmnicas de uma freqncia fundamental das
coras vocais, razo principal da diferena entre a voz de um homem e
uma mulher. Para o homem esta freqente fundamental de 125Hz e para
a mulher de 250Hz. Ao colocar a lngua e os lbios em determinadas
posies, obtm-se nas cavidades bucais e nasais ressonncias que fazem
destacar harmnicos, dentro de uma certa gama de freqncia, chamadas
formativas, enquanto que acentua mais ou menos os harmnios de
outras faixas de freqncias. Desta maneira so obtidos os sons vocais
e consonantais, que em conjunto originam as slabas, e estas as
palavras. A potncia mdia de voz de diversas pessoas pode variar
dentro de amplos limites, sendo no entanto de um valor muito baixo:
uma pessoa falando baixo produz 0,001 microwatt, falando
normalmente 10 microwatts, e gritando 1 a 2 miliwatts. Outra
caracterstica importante da voz que deve ser lavada em conta, que a
maior parte da energia est concentrada nas baixas freqncias. 1.2.3
Ouvido A gama de freqncia audveis pelo ouvido humano vai desde 16Hz
at 20000Hz, e o limite superior varia da pessoa, descrevendo com a
velhice. Para que o som possa ser percebido pelos rgos auditivos,
tem que haver uma intensidade mnima que corresponde ao limite
inferior de audibilidade. Este limite varia com a freqncia, sendo
que o ouvido humano tem uma sensibilidade maior em 3000 Hz,
decrescendo para freqncias mais baixas e mais altas. Em outras
palavras, um determinado nvel na freqncia de 3000Hz pode ser
percebido pelo ouvido, enquanto que o mesmo nvel 1000Hz no
percebido. Alm disso, a percepo de variaes de intensidade dos sons
pelo ouvido no linear com a intensidade do som, isto quer dizer:
cada nvel de um som, uma variao percebida de maneira diversa.
2
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
ELETRNICA INDUSTRIAL
- TELECOMUNICAES
1.3 FAIXA DE FREQUNCIAS UTILIZADAS Diversos estudos foram
realizados para determinar qual a faixa de freqncias mais
apropriada, sob o ponto de vista econmico e de qualidade, para as
comunicaes. Para fonia, foram basicamente levados em conta os
seguintes fatores, resultantes das caractersticas da voz e do
ouvido humano: intelegibilidade e energia da voz. A
intelegibilidade definida como o percentual de palavras
perfeitamente reconhecidas numa conversao. Verificou-se que na
faixa de 100 a 1500 HZ estava concentrada 90% de energia da voz
humana, enquanto que na faixa acima de 1500 Hz estava concentrada
70% de intelegibilidade das palavras. Baseado num compromisso entre
dois valores, foi escolhida a faixa de voz entre 300 e 3400 Hz para
comunicaes telefnicas, o que garante 85% intelegibilidade e 68% de
energia da voz recebida pelo ouvinte. Para transmisso de msica, no
entanto, necessria uma faixa bem maior, de 50 a 10000 Hz.
1.4 TRANSFORMAO DE ENERGIA ACSTICA EM ENERGIA ELTRICA A energia
acstica produzida pela voz transformada em energia eltrica por
intermdio de um microfone. Nos aparelhos telefnicos, o microfone
uma cpsula de carvo, constituda basicamente de grnulos de carvo,
limitados por uma membrana (Fig. 2), onde a aplicada uma diferena
de potencial que faz circular uma corrente CC.
Fig. 2 Transformao de energia acstica em eltrica Quando as
vibraes sonoras incidem sobre a membrana, fazendo-a vibrar, este
momento comprime mais ou menos os grnulos, diminuindo ou aumentando
a resistncia, com uma correspondente variao na corrente no mesmo
ritmo das vibraes sonoras. Esta variao da corrente produz uma
potncia eltrica, que sPROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
3
ELETRNICA INDUSTRIAL
- TELECOMUNICAES
vezes maior que a potncia aplicada na vibrao da membrana,
fazendo com que a cpsula se comporte como um amplificador. A cpsula
de carvo o microfone mais barato, porem apresenta algumas restries:
- Produz uma distoro maior que a dos outros microfones. - Tem uma
sensibilidade que varia com a freqncia, atenuando muito as baixas
freqncias.
1.5 TRANSFORMAES DE ENERGIA ELTRICA EM ENERGIA ACSTICA Para a
transformao de energia eltrica em energia acstica, nos aparelhos
telefnicos, utilizando-se cpsulas magnticas e dinmicas. A cpsula
magntica constituda , basicamente de um m permanente com duas peas
polares, providas de bobinas, atravs das quais circula corrente CC;
uma membrana metlica fecha o circuito magntico, e a fora que atua
sobre a mesma proporcional ao quadrado da induo resultante (Fig.
3).
Fig. 3 Transformao de energia eltrica em acstica (cpsula
magntica) Nas cpsulas receptora dinmicas, a bobina pela qual
circula a corrente CC est unida a membrana, movendo-se num campo
magntico cilndrico (Fig. 4); a fora que atua sobre a bobina e a
membrana proporcional a fora do campo magntico permanente e a
energia que passa pela bobina. Nos dois tipos de cpsulas receptoras
conseguem-se caractersticas lineares para a faixa de freqncias de
voz, bem como baixa distoro.
4
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
ELETRNICA INDUSTRIAL
- TELECOMUNICAES
Fig. 4 Transformaes de energia eltrica em acstica (cpsula
dinmica)
1.6 LIGAO TELEFNICA ELEMENTAR Aps tomarmos contato com os
fatores que tm influncia numa ligao telefnica, podemos estabelecer
uma comunicao entre duas pessoas quaisquer, utilizando dois
aparelhos telefnicos interligados por um par de fios, em que a
distncia entre A e B pequena (Fig. 5)
Fig. 5 Ligao Telefnica elementar
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
5
ELETRNICA INDUSTRIAL
- TELECOMUNICAES
Na realidade, o problema de converso mantida a dois fios um
pouco mais complexo, pois o interlocutor em A deveria ter dois
condutores ligando sua cpsula transmissora com a receptora de B, e
vice-versa, conforme a fig. 6.
Fig 6 Ligao telefnica elementar a 4 fios Como este tipo de ligao
ficaria muito dispendiosa, pois teramos o dobro de condutores, foi
criado um dispositivo (transformador diferencial) a fim de fazer o
acoplamento entre as cpsulas transmissora e receptora e a linha de
dois condutores; este dispositivo chamado artilocal. Portanto, a
ligao apresentada na fig. 6 modifica-se para a fig. 7, que a
representao real da comunicao telefnica da fig. 5.
Fig. 7 A mesma ligao da Fig. 6 utilizando-se 2 condutores.
6
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
ELETRNICA INDUSTRIAL
- TELECOMUNICAES
1.7 CENTRAL TELEFNICA A ligao telefnica apresentada no item
anterior a mais elementar, pois envolve somente a necessidade de
comunicao entre duas pessoas. Se o interlocutor A deseja se
comunicar com os outros trs, conforme a fig. 8, verificamos que o
nmero de condutores necessrios triplica. Porm, se todos os quatro
pontos desejam se comunicar entre si, o problema se torna mais srio
(fig. 9).
Fig. 8 e 9 Ligao telefnica. Como pode ser facilmente percebido,
para um nmero muito grande de comunicaes, a quantidade de
condutores torna o sistema economicamente proibitivo. A fim de
solucionar este problema, todos os interlocutores, chamados
assinantes, esto ligados a um centro telefnico, onde executada a
interligao entre os assinantes que se desejam comunicar, operao
esta chamada de comunicao telefnica (fig. 10).
Fig. 10 Ligao telefnica utilizando um centro telefnico. neste
centro telefnico que se encontra o conjunto de equipamentos
essenciais e acessrios a comunicao telefnica, designado de Central
Telefnica.PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
7
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A central Telefnica pode ser Local, Tandem, Interurbana e de
Trnsito. Central telefnica Local aquela para onde convergem as
linhas de assinantes. Central Telefnica Tandem aquela usada como o
centro comutador para o trfego entre outras estaes da mesma rea
local.
-
Os circuitos que interligam os assinantes as Centrais Telefnicas
Locais chamam-se linhas de assinantes. Aqueles que interligam as
Centrais Telefnicas Locais e Tandem chamam-se linhas tronco. -
Central Telefnicas Interurbanas aquela que interliga linhas de
assinantes ao circuitos interurbanos. Quando, alem desta ltima
funo, a Central Telefnica Interurbana permite interligar circuitos
interurbanos. Quando, alm desta ltima funo, a Central Telefnica
Interurbana permite interligar circuitos interurbanos, chama-se
Central Telefnica de Trnsito. A fig. 11 apresenta a posio de todas
as centrais descritas, bem como suas funes.
8
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
ELETRNICA INDUSTRIAL
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Fig, 11 ligaes telefnicas envolvendo diversas localidades
1.8 LIGAO TELEFNICA URBANA Nas reas urbanas os assinantes
acham-se agrupados ao longo de ruas, avenidas, etc, sendo as ligaes
feitas por circuitos (pares de fios) que seguem a mesma rota e que
podem ser economicamente reunidos em cabos de pares. Os condutores
empregados nos pares de fios so geralmente de cobre, tendo dimetro
tpicos em torno de 0,4 a 0,9mm. Cada condutor recoberto,
normalmente, por papel especial ou plstico (polietileno ou PVC)
cloreto de polivinil. Os pares assim isolados so todos enfeixados,
sendo o feixe torcido de modo a diminuir aPROF. MARCELO DIOGO DOS
SANTOS
9
ELETRNICA INDUSTRIAL
- TELECOMUNICAES
capacitncia entre os pares. Sobre este feixe passada um fita de
papel ou plstico, recebendo externamente uma capa de chumbo ou
alumnio, dependendo do cabo. Os pares de fios so geralmente
chamados pares simtricos. Embora estes cabos apresentem atenuao
elevada por unidade de comprimento, para sinais de voz este fator
no impede o seu uso devido a pequenas distncia entre os assinantes
e a Central Telefnica Local. Nas ligaes telefnicas urbanas existem
trs maneiras de se completar uma conexo, de acordo com o sistema
utilizado. - Manual com bateria local. - Manual com bateria
central. - Automtico.
1.8.1 Ligao Telefnica Manual com Bateria Local Neste sistema, a
alimentao de cada aparelho telefnico feita no local, atravs da
pilha seca. O funcionamento deste sistema o seguinte: 1) O
assinante aciona o magneto. 2) O sinal assim gerado (20 Hz
aproximadamente) aciona o dispositivo de sinalizao da telefonista
que dever atend-lo. 3) O assinante solicita que a telefonista o
interligue com o assinante desejado. 4) A telefonista sinaliza,
para o assinante solicitado, desde que o circuito correspondente ao
mesmo esteja desocupado. 5) Aps o atendimento do assinante chamado,
a telefonista estabelece a ligao entre dois assinantes,
retirando-se do circuito e predispondo-se a atender novas chamadas.
6) Ao encerrar a conversao entre os dois assinantes, estes devem
repor o fone no gancho e sinalizar rapidamente com a finalidade de
fazer ciente a telefonista do final da conversao. Esta desfaz a
ligao e os circuitos esto preparados para nova chamada.
1.8.2 Ligao Telefnica Manual com Bateria Central Neste sistema,
a alimentao dos aparelhos telefnicos centralizada na Central
Telefnica Local. O funcionamento deste sistema quase o mesmo do
manual, com exceo da sinalizao fornecida pelo assinante, pois basta
que o assinante retire o fone do gancho, para que o dispositivo de
sinalizao seja acionado na mesa da telefonista.
10
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
ELETRNICA INDUSTRIAL
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A complementao semelhante anterior e, ao finalizar a converso,
os assinantes repem os fones nos ganchos respectivos, o que provoca
o acionamento do dispositivo de sinalizao na mesa da telefonista
que, desfaz a ligao e os circuitos esto prontos para nova
chamada.
1.8.3 Ligao Telefnica Automtica Neste sistema, a alimentao dos
aparelhos telefnicos tambm centralizada na Central Telefnica Local.
O funcionamento deste sistema o seguinte: 1) O assinante retira o
fone do gancho e espera o rudo de discar. 2) Aps o rudo de discar
no receptor, o assinante disca o nmero desejado. 3) O nmero
funciona para Central Telefnica como um cdigo que opera
determinados dispositivos e acessrios, de tal maneira que
estabelece um elo de ligao entre o assinante chamador e o assinante
cujo nmero foi discado. 4) Aps ter sido completado o elo, a estao
central envia um sinal em torno de 17 a 25Hz para o assinante
chamado, o que faz operar a campainha do seu aparelho telefnico. 5)
O assinante chamado retira o fone do gancho e inicia-se a converso.
6) Ao findar a converso, os dois assinantes repem nos respectivos
fones nos ganchos, desfazendo o elo na Central Telefnica Local.
1.9 LIGAO TELEFNICA INTERURBANA As ligaes interurbanas envolvem
cidades diferentes e at pases diferentes (ligaes interurbanas
internacionais). Para uma ligao interurbana, o assinante deve
atingir a central Telefnica Local da maneira como foi explicado no
item anterior. Da Central Telefnica Local, o assinante poder
alcanar a Central Telefnica Interurbana das seguintes maneiras:
Manual - a telefonista ligar Automtico o simples discar de um cdigo
o colocar na Central Telefnica Interurbana. Ligaes entre Centrais
Interurbanas pem ser feitas das seguintes maneiras: 1.9.1 Ligao
Manual Neste tipo so necessrias duas telefonistas, uma em cada
cidade distante.PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
11
ELETRNICA INDUSTRIAL
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De acordo com o mtodo utilizado para se estabelecer o circuito
interurbano ou internacional, temos dois processos de ligao manual:
a) Ring Down (fig. 12). Neste processo a telefonista de origem
envia, atravs de uma chave de mesa IU, um sinal especial chamando a
localidade de destino. Na mesa IU distante este sinal faz soar uma
capainha (Ring), e cair (Down) uma lmina que indica a origem da
chamada. A telefonista de destino atende recebendo da operadora de
origem as informaes a ser alcanado. As duas telefonistas completam
esto o elo interurbano ou internacional entre os assinantes de
origem e de destino. Este tipo de ligao ocorre quando as Centrais
Telefnicas Locais no esto preparadas para se interligarem com as
Centras Telefnicas Interurbanas Automticas, bem como as mesas IU no
tem possibilidades desta ligao. Neste caso as mesas IU esto
conectadas entre si direta e constantemente pelo meio de transmisso
interurbano. Mesa IU (mesa interurbana) o equipamento onde a
telefonista recebe as chamadas da Central Telefnica Local
selecionado o circuito interurbano para a cidade onde o assinante
deseja se comunicar. b) ODO Operando Disca Operadora (fig. 12b)
Neste processo a telefonista de origem se interliga com a de
destino automaticamente discando informaes numricas que
possibilitam alcanar a mesa IU distante. Do mesmo modo que para a
ligao telefnica automtica urbana, os nmeros discados funcionam para
a Central Interurbana Automtica como um cdigo que opera
determinados dispositivos e acessrios, de tal maneira que
estabelece um elo de ligao entre a telefonista de origem e a de
destino. O restante do progresso se efetua como na ligao Ring Down.
Este tipo de ligao ocorre quando as Centrais Telefnicas Locais no
esto preparadas para se interligarem com as Centrais Interurbanas
Automticas, porm as mesas IU possuem esta facilidade.
12
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1.9.2 Ligao Semi-Automtica Neste tipo necessria apenas uma
telefonista. De acordo com a localizao da mesa IU, na origem ou no
destino, temos dois processos semi-automticos: a) ODD Operadora
Disca Distncia (fig. 12c) Neste processo o assinante de origem
alcana automaticamente o assinante de destino. Este tipo de ligao
ocorre quando, na localidade de origem, a Central Telefnica Local,
preparada para se interligar com as Centrais Interurbanas
Automticas, porm a mesa IU possui facilidade. Na localidade de
destino a Central Telefnica Local est conectada a Central
Interurbana Automtica. b) DDO Discagem Direta Operadora (fig. 12d)
Neste processo a telefonista de origem se interliga com a de
destino automaticamente a telefonista de destino. Este tipo de
ligao ocorre quando, na localidade de origem, a Central Telefnica
Local est conectada Central Interurbana Automtica, enquanto que na
localidade de destino a Central telefnica Local no est preparada
para se interligar com as Centrais Interurbanas Automticas, porm na
mesa IU possui esta facilidade. Observao: Operacionalmente,
qualquer ligao que necessite a interveno da telefonista pode ser
realizada de duas maneiras: I Mtodo CLR (Combinao de Linha e
Regional): a telefonista mantm o assinante de origem na linha
enquanto efetua a ligao para a telefonista ou assinante de destino.
II Mtodo Demorado: a telefonista anota as informaes dadas pelo
assinantes de origem e desfaz a ligao. Aps efetuar a conexo com a
telefonista ou assinante de destino, chama o assinante de origem,
completando a ligao interurbana. O mtodo CLR mais rpido quando os
circuitos interurbanos no esto todos ocupados, porm a telefonista
no pode conformar a intensidade do assinante de origem. O segundo
mtodo permite a confirmao da identidade do assinante de origem, alm
de impedir que o mesmo fique aguardando a ligao no caso dos
circuitos interurbanos estarem todos ocupados.PROF. MARCELO DIOGO
DOS SANTOS
13
ELETRNICA INDUSTRIAL
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1.10
LIGAO AUTOMTICA OU DDD DISCAGEM DIRETA DISTNCIA
Neste tipo no necessrio a interveno de nenhuma telefonista, pois
o assinante de origem alcana automaticamente o assinante de
destino. Este tipo de ligao ocorre quando as Centrais Telefnicas
Locais, da origem a de destino esto conectadas, respectivamente, a
Centrais Interurbanas Automticas. importante observar que, uma
determinada localidade pode adotar um processo para as ligaes
interurbanas originadas na mesma (ligaes saintes), tendo um segundo
processo para as ligaes interurbanas destinadas a mesma (ligaes
entrantes). Estas operaes dependem somente das facilidades
instaladas entre as Centrais Telefnicas Local e Interurbana. Assim,
podemos ter DDD para as ligaes saintes e DDO para as entrantes numa
determinada localidade. Em outra possvel ter ODD para as ligaes
saintes e DDD para as entrantes. Como podemos verificar pela Fig.
12, as centrais Interurbanas Manuais ou Automticas das localidades
de origem e destino esto conectadas aos respectivos equipamentos
multiplex. Estes, por sua vez, esto interligados entre si por um
meio de transmisso, cujos principais tipos utilizados pelo
multiplex sero apresentados nos prximos mdulos.
Fig. 1214PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
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1.
CONCEITOS BSICOS DE MULTIPLEXAO
2.1 MODOS DE OPERAO DE UM MEIO DE TRANSMISSO Um meio qualquer de
transmisso pode ser operado de 3 modos: simplex, semiduplex e
duplex. No modo simplex interessa apenas transmitir uma informao de
A para B (transmisso unidirecional). No modo semi duplex interessa
no s transmitir informao de A para B, como de B para A, porm num
sentido de cada vez (transmisso bidirecional alternada). A Fig. 01
exemplifica melhor estes modos de operao.
Fig. 01 Modos de operao
2.2
CANAL E CIRCUITO
Canal o conjunto de recursos tcnicos que permitem a transmisso
de um ponto A para um ponto B. como verificamos, este conceito o de
uma ligao unidirecional. Na prtica, entretanto, na maioria das
utilizaes, como por exemplo, numa ligao telefnica, o que mais
interessa permitir que A converse com B, isto , deve haver recursos
tanto para transmitir informaes de A para B, quanto de B para A. Em
outras palavras, deve ser provido tanto um canal de ida (para
transmitir de A para B), quanto um canal de retorno (para
transmitir de B para A). O conjunto canal de ida e canal de retorno
denominado de circuito. A Fig. 02 exemplifica ambos os conceitos: o
conceito composto pela cpsula transmissora de A, o par de fios e a
cpsula receptora de B, compem o canal de ida. A cpsula transmissora
de B, o par de fios e a cpsula receptora de A, compem o canal de
volta. Os dois canais em conjunto formam o circuito telefnico
AB.
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
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Fig. 02 Ligao telefnica utilizando dispositivo antilocal. Como
verificamos, um canal s pode ser operado de modo simplex, enquanto
que um circuito admite tanto a operao semiduplex, como a
duplex.
2.3
CIRCUITO A 2 FIOS E A 4 FIOS
As linhas telefnicas urbanas formadas por pares de fios
metlicos, permitem transmisso nos dois sentidos porque no possuem
componentes unidirecionais em sua composio. O mesmo par de fios
pode funcionar como canal de ida e canal de retorno e o circuito,
por empregar apenas o par de fios, chamado de circuito a 2 fios.
(Fig. 02). As vias interurbanas, devido sua grande extenso, exigem
a introduo de amplificadores para compensar a atenuao do sinal no
percurso e, como estes componentes so unidirecionais (s permitem a
passagem do sinal num sentido), o canal de ida e o canal de retorno
tm obrigatoriamente de ser individualizados. Devido a isto, o
circuito neste caso apresenta 4 terminais de cada lado, sendo
chamado circuito a 4 fios (Fig. 03).
Fig. 03 Circuitos a 4 fios
16
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possvel, entretanto, mediante o emprego de um dispositivo
chamado hbrida, fazer a converso de montagem a 4 fios para a
montagem a 2 fios, dessa forma podendo-se ligar a via interurbana
via urbana (Fig. 04)
Fig. 04 Ligao interurbana. A hbrida, cuja representao est feita
na Fig. 05, permite a circulao da informao, conforme a indicao das
setas.
Fig. 05 - Hbrida Para todos os efeitos, um circuito a 2 fios,
com extenso interurbana a 4 fios, adaptada por meio de uma hbrida,
apresenta as mesmas caractersticas que um circuito a 2 fios. Como
os circuitos interurbanos so aqueles que envolvem os sistemas
multiplex, os circuitos utilizados por esse sistema so os a 4 fios,
sendo compostos por um canal de ida e um canal de volta.
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
17
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2.4
CONCEITO DE MULTIPLEXAO
Se um circuito utilizando um par de condutores, permite que duas
pessoas possam estabelecer um dilogo sem problemas, vejamos o que
poderia ocorrer se colocssemos, num mesmo meio de transmisso,
quatro circuitos telefnicos (Fig. 6).
Fig. 06 Ligao telefnica de 4 assinantes Percebe-se pela simples
observao da figura que, se os quatro assinantes tirassem o telefone
do gancho ao mesmo tempo, todos ouviram a conversa dos outros,
sendo difcil entabular uma comunicao sem ser perturbado. Quanto
maior o nmero de circuitos telefnicos utilizando o mesmo meio,
maior seria o problema (Fig. 07). Pelo exposto, verificamos que,
quando so transmitidos vrios circuitos telefnicos entre dois pontos
A e B, utilizando um meio de transmisso comum (par de condutores,
radioenlace, etc.), h necessidade da utilizao de uma tcnica que
possibilite a comunicao sem interferncia entre os circuitos, e que
permita a identificao entre eles, essa tcnica conhecida como
multiplexao. Como j foi anteriormente informado, a multiplexao
utiliza circuitos a 4 fios, em que so empregados canais de ida e de
volta.
18
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Fig. 07 Ligao telefnica de 8 assinantes.
Na Fig. 08 temos do lado A a multiplexao, onde unimos vrios
canais 1A, 2A ... nA, e transmitimos os mesmos de A para B, atravs
de um par de fios (de B para A o processo idntico). No lado B temos
a demultiplexao, ou seja, identificao e separao dos canais
transmitidos de A e B.
Fig. 08 Ligao telefnica atravs do multiplex. Se forem
transmitidas diversas informaes, conforme indica a Fig. 08 estas
sero identificadas perfeitamente e separadas sem que haja
interferncia entre as
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
19
ELETRNICA INDUSTRIAL
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mesmas. Como verificamos, a multiplexao uma tcnica de grande
utilizao para que se possa, racionalmente, aproveitar um meio de
transmisso.
2.5
TIPOS DE MULTIPLEXAO
Atualmente so utilizados diversos tipos de multiplexao os quais
esto divididos em dois grupos, de acordo com a tcnica utilizada:
TCNICA DIGITAL A multiplexao que utiliza esta tecnologia chamada
multiplexao por diviso de tempo (TDM Time Division Multiplex) e ser
apresentada em outro objetivo. TCNICA ANALGICA A multiplexao que
utiliza esta tecnologia chamada multiplexao por diviso de freqncia
(FDM Frequency Division Multiplex), que ser por ns tratada de
mux.
2.
MEIOS DE TRANSMISSO UTILIZADOS PELO MULTIPLEX
A escolha do meio de transmisso a ser utilizada num sistema
multiplex , primordialmente, baseado no nmero de canais a serem
transmitidos, porm a distncia entre os pontos que desejam se
comunicar, as dificuldades geogrficas entre os mesmos, bem como a
confiabilidade e qualidade desejadas para o sistema, tambm iro
ditar qual o processo mais econmico a ser utilizado. Os meios de
transmisso basicamente no alteram o equipamento multiplex, sendo
divididos em dois grupos, conforme a propagao do sinal seja no
espao ou num meio fsico: - Sistemas de transmisso via rdio. -
Sistemas de transmisso via linha fsica.
20
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ELETRNICA INDUSTRIAL
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3.1
SISTEMAS DE TRANSMISSO VIA RDIO
A Fig. 09 apresenta a configurao bsica da ligao entre duas
localidades feitas por meio de um sistema rdio, onde est indicada
como realizada a conexo entre a Estao Multiplex a Estao Rdio.
Fig. 09 Ligao via rdio A Estao Rdio composta basicamente por um
transmissor e um receptor, chamado transceptor, por um modulador e
um demodulador, chamado MODEM, e pelas antenas de transmisso e
recepo. Um transmissor de rdio pode ser encarado como um elemento
que provoca continuamente, atravs de uma antena; uma perturbao
eletromagntica, de forma localizada, que se propaga no espao, em
todas as direes, atenuando-se com a distncia. Uma antena receptora
pode sentir estas perturbaes e, se estiver ligada a um equipamento
conveniente (receptor), haver recepo dos sinais daquele
transmissor. Vejamos como o sinal multiplex, que neste caso a
informao que desejamos enviar, processado pelo rdio. Inicialmente,
quando o transmissor colocado em funcionamento, envia para o espao
ondas eletromagnticas de freqncia fixa, fazendo com que um receptor
sintonizado nesta freqncia, apenas saiba que o transmissor est no
ar. No entanto, se variarmos uma caracterstica da onda gerada pelo
transmissor, na recepo possvel detectar estas variaes impressas na
onda original. Esta onda original chamada de portadora ou
rdio-freqncia e serve apenas para estabelecer o contato, atravs do
espao, entre o transmissor e o receptor.PROF. MARCELO DIOGO DOS
SANTOS
21
ELETRNICA INDUSTRIAL
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O sinal que representa a informao e que variar uma caracterstica
da onda portadora, se chama onda moduladora, que ser o nosso sinal
mux. Ao processo de variao de uma caracterstica da onda portadora
de acordo com o sinal eltrico da informao, chamamos de modulao. A
variao da amplitude da onda portadora constitui o mtodo denominado
modulao em amplitude (AM) e, para a variao da freqncia da onda
portadora, teremos a modulao em freqncia (FM). Do lado da
transmisso, o equipamento que produz a modulao chama-se modulador e
normalmente est junto ao transmissor. Do lado da recepo, o
equipamento que sente as variaes da portadora e recupera a informao
chama-se demodulador, estando normalmente junto do receptor. Deste
modo, na localidade A, ao enviarmos o sinal multiplex para a Estao
Rdio, esta informao processada pelo modulador-transmissor, fazendo
com que tenhamos uma onda portadora modulada na antena
transmissora. Esta onda captada pela antena receptora da Estao de
Rdio da localidade B, sendo processada pelo receptor-demodulador,
regenerando-se a informao original da localidade de A, que ento
entregue ao multiplex de B. A rdio-frequncia (onda portadora)
utilizada para a transmisso de informao da localidade A para B,
chamamos de canal de RF (canal de rdio-frequncia). Como este
processo unidirecional, para transmitirmos na direo inversa, isto ,
a informao de B para A, ser necessrio um outro canal de RF. As
estaes Rdio de A e B so chamadas de estaes terminais. Quando
existem obstculos fsicos que atrapalham a propagao das ondas no
espao, ou quando este sinal est demasiadamente enfraquecido devido
s caractersticas de programao, utilizam-se estaes intermedirias ao
longo das rotas de rdio, chamadas estaes receptoras, a fim de
regenerar ou retransmitir as ondas. Ao conjunto de estaes
repetidoras, chamamos de tronco de rdio. importante observar que
num tronco de rdio podemos ter mais de um canal de RF em cada
direo. Geralmente, nos sistemas de alta confiabilidade, temos um
canal de RF para transmitir as informaes, chamado principal, e um
outro em paralelo para substituir o principal em caso de falhas
chamado de proteo. As ondas eletromagnticas propagam-se de maneiras
diferentes, dependendo da freqncia emitida pelo transmissor. Devido
a isto, os sistemas rdio so classificados internacionalmente de
acordo com as faixas de freqncias utilizadas e que esto
apresentadas na tabela a seguir, onde so indicados alguns servios
que empregam estes sistemas. Como os sistemas de telecomunicaes
utilizam principalmente freqncias a partir de HF, h interesse no
estudo dessas propagaes. Vamos ento analisar de
22
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forma bem simples, os princpios bsicos de propagaes dos sistemas
rdio empregados pelo multiplex. TABELA I - CLASSIFICAO DE SISTEMAS
RDIOFAIXA DE FREQUNCIA 300 Hz a 3000 Hz 3 KHz a 30 KHz 30 KHz a 300
KHz 300 KHz a 3000 KHz 3 MHz a 30 MHz 30 MHz a 300 MHz 300 MHz a
3000 MHz 3 GHz a 30 GHz 30 GHz a 300 GHz DESIGNAO TCNICA E.L.F.
DESIGNAO LEIGA EXEMPLOS DE UTILIZAO Comunicaes para submarinos,
para escavaes de minas etc.
Ondas Muito Longas Ondas Extremamente Longas
V.L.F.
L.F.
Ondas Longas
M.F. Ondas Mdias H.F Ondas Tropicais Ondas Curtas
Auxlio a navegao area, servios martimos, radiodifuso local.
Radiodifuso local e distante, servios martimos (Estaes Costeiras)
Transmisso de TV, sistemas comerciais e particulares de comunicao,
servios de segurana pblica (polcia, bombeiros etc.) Comunicao
pblica a longa distncia: sistemas interurbanos e internacional em
radiovisibilidade, tropodifuso e satlite.
V.H.F.
U.H.F.
S.H.F.
Microondas
E.H.F.
E.L.F. - Extremely Low Frequency V.L.F. - Very Low Frequency
L.F. - Low Freequency M.F. - Medium Frequency H.C. - High Frequency
V.H.F. - Very High Frequency U.H.F. - Ultra High Frequency S.H.F -
Super High Frequency E.H.F. - Extremely High FrequencyPROF. MARCELO
DIOGO DOS SANTOS
23
ELETRNICA INDUSTRIAL
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3.1.1 Sistemas de rdio HF A Fig.10 apresenta uma antena de rdio
HF emitindo ondas esfricas e concntricas. As partes inferiores das
ondas se propagam junto superfcie da Terra (onda terrestre),
acompanhando a curvatura desta e perdendo energia rapidamente com a
distncia, por absoro no terreno. As partes superiores da onda se
expandem para o espao e, numa altura de 80 a 150 km, encontram uma
das principais camadas da atmosfera terrestre, chamada ionosfera.
Nestas alturas, a atmosfera to rarefeita, que as molculas dos gases
esto bem mais afastadas umas das outras do que nas menores alturas.
A energia solar, principalmente na forma de raios ultravioletas,
incidindo sobre essas molculas, arrastam seus eltrons,
transformando em ons positivos. Desta maneira, nestas alturas
formam-se camadas de ons e de eltrons livres, determinando o nome
de ionosfera. Dependendo da concentrao dos eltrons formados, a
ionosfera apresenta ndices de refrao diferentes das camadas mais
baixas, encurvando e mudando de direo as ondas de rdio que nela
penetram de baixo para cima. Esta mudana de direo tal que faz as
ondas retornarem para a Terra como se refletissem na ionosfera. O
fenmeno, na realidade, e de refrao ionosfrica (por mudana de ndice
de refrao) mas comumente se diz reflexo ionosfrica, quando se
refere apenas ao efeito do retorno da onda. Esta onda que retorna
chamada onda celeste; pode se refletir novamente na superfcie
terrestre, repetindo o fenmeno da refrao ionosfrica e, atravs de
vrios pulos, atingir grandes distncias.
Fig. 10 Transmisso em HF24PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
ELETRNICA INDUSTRIAL
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Este mecanismo de propagao no confivel nem de boa qualidade
porque, sendo a energia solar incidente na alta atmosfera de
intensidade varivel, os ndices de refrao na ionosfera so instveis,
fazendo com que a onda celeste tenha tambm intensidade varivel.
Quando ocorrem grandes perturbaes solares, estas provocam
tempestades magnticas que, atingindo a ionosfera, modificam os
ndices de refrao de tal maneira, fazendo com que as ondas no sejam
mais refratadas de volta para a Terra. Nesta situao interrompem-se
as comunicaes. Os sistemas rdio HF utilizadas pelo multiplex
possuem uma capacidade mxima de 8 canais telefnicos, sendo
empregados para as ligaes internacionais de longa distncia, sem
estaes repetidoras. 3.1.2 Sistema de rdio VHF/UHF Passando-se a
transmisso para freqncias mais elevadas, nas faixas de VHF (30 MHz
a 300 MHz) e UHF baixa (300 MHz a 900 MHz), a experincia mostra que
a ionosfera transparente a essas freqncias, no as refratando mais
de volta para a Terra. Alm disso, nessas freqncias, as ondas de
rdio comeam a se comportar como ondas de luz, isto , propagam-se em
linha reta, refletem-se em obstculos, podem ser focalizados por
antenas convenientes. Na Fig. 11 est exemplificado o que falamos: a
parte das ondas que vai para cima atravessa a ionosfera e se perde
no espao. A parte da onda que se irradia junto a superfcie
terrestre til at o horizonte, ou seja, at uma distncia de mais ou
menos 80 a 100 do ponto de transmisso. Da em diante a onda se
afasta da Terra, perdendo-se no espao exterior.
Fig. 11 Propagao VHF/UHFPROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
25
ELETRNICA INDUSTRIAL
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Podemos imaginar que a antena transmissora ilumina diretamente a
antena receptora que, por sua vez deve estar quase ao alcance
visual. Por isso este mecanismo de propagao tambm se chama em linha
de viso ou visada direta. Este tipo de transmisso utilizada em
servio que exige alta confiabilidade a distncia menores que em HF,
podendo alcanar at 200 km se forem empregadas duas a quatro estaes
repetidoras. Para distncia maiores, a qualidade se deteriora
rapidamente. Os sistemas rdio VHF/UHF utilizados pelo multiplex so
empregados nas comunicaes interurbanas estaduais, tendo mdia
capacidade (12, 24 ou 60 canais). 3.1.3 Sistemas de rdio-microondas
em visibilidade Subindo mais ainda a frequncia, chegamos na regio
de microondas (900 MHz a 30000 MHz). Nestas freqncias as ondas de
rdio se comportam praticamente como ondas de luz, podem ser
focalizadas como em grandes lanternas e se propagam em linha reta,
como mostra a Fig. 12. O rdio transmissor est ligado a antena por
um condutor especial, chamado guia de onda, estando fixada,
juntamente com o refletor, numa torre. A antena se comporta como a
lmpada de uma lanterna e o refletor focaliza as ondas de rdio para
a sua frente. Devido a sua forma o refletor chama-se refletor
parablico ou parbola. As microondas focalizadas pela parbola
transmissora incidem diretamente sobre a parbola receptora que, por
sua vez, focaliza as ondas no seu ponto central, onde est a antena
receptora. Dessa antena as ondas so levadas por um guia de onda at
o rdio receptor. Cada antena de microondas com sua respectiva
parbola, geralmente, serve para transmitir e/ou receber mais um
canal de RF.
Fig. 12 Utilizao de refletores parablicos em microondas.
26
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
ELETRNICA INDUSTRIAL
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Vemos, portanto, que nenhum obstculo pode interceptar o feixe de
microondas entre duas antenas. Por isso as torres so normalmente
colocadas em pontos elevados (morros, edifcios) e esto distanciadas
no mximo de 50 a 60 km, ao longo da rota de transmisso, a fim de
regenerar o sinal de radiofreqncia enfraquecido devido as perdas na
propagao. Esta propagao tambm se denomina visada direta ou
radiovisibilidade.
Fig. 13 Tronco de microondas Assim, atravs de repeties
sucessivas, o sinal de microondas sai da estao terminal da
localidade de destino, conforme mostra a Fig. 13. A este tronco de
rdio chamamos, comumente, de tronco de microondas. Os sistemas de
rdio-microondas em visibilidade so de alta qualidade e
confiabilidade, sendo utilizados pelo multiplex para ligaes
interurbanas a longa distncia, possuindo capacidades tpicas de 120,
300, 600, 960, 1800 e 2700 canais telefnicos. 3.1.4 Sistemas de
rdio-tropodifuso Para estender os sistemas de telecomunicao s
regies inspitas, sem vias de fcil acesso, o que tornaria muito
difcil a manuteno das estaes repetidoras, utiliza-se um outro
sistema de propagao chamado tropodifuso. tambm um sistema de
microondas mas que no utiliza a visada direta, empregando
propriedades da troposfera de difundir as ondas de rdio de alta
freqncia. A troposfera uma camada da atmosfera que se situa entre 3
e 12 km de altitude,apresentando no homogeneidades de ndices de
refrao, como se fossem nuvens invisveis, que fazem um espalhamento
em todas as direes de uma onda
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
27
ELETRNICA INDUSTRIAL
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de rdio incidente nessas freqncias. Este espalhamento se d a uma
altura de aproximadamente 10 km. Nas alturas prximas a 10 km, a
atmosfera j algo rarefeita e estvel, pois no h mais as influncias
climticas da baixa atmosfera. Assim, estas bolhas de ndices de
refrao diferentes permanecem estveis e no dependem da energia solar
para a sua formao, pois no se tratam de bolhas ionizadas. Desta
forma, o espalhamento troposfrico das ondas de rdio um fenmeno
estvel, o que possibilita comunicao com boa confiabilidade. O
sistema consta, basicamente, de um transmissor na faixa de 1 a 2
GHz de potncia elevada, entre 1 e 2 kW, e uma antena parablica, que
pode ser de grades dimenses, apontada para o horizonte na direo em
que se deseja a transmisso. O feixe de microondas tangenciando a
Terra incide na troposfera, onde difundido. Uma outra antena
receptora de iguais dimenses, situada cerca de 300 km de distncias,
capta este sinal difundido que chega muito fraco ao destino (Fig.
14). O processo semelhante ao espelhamento da luz de holofotes
anti-areos que incide nas nuvens, sendo percebida na superfcie
terrestre.
Fig. 14 Sistema de rdio tropo difuso Como o sinal difundido na
troposfera chega ao receptor com muito baixa intensidade; esta
deficincia limitar a capacidade de canalizao desses sistemas, que
normalmente de 120 e no mximo de 300 canais telefnicos. Os sistemas
de tropodifuso cobrem grandes distncias sem necessidade de estaes
repetidoras (300 a 400 km), sendo empregados principalmente em
ligaes interurbanas em regies inspitas, tal como a Amaznia no
Brasil.28PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
ELETRNICA INDUSTRIAL
- TELECOMUNICAES
3.1.5 Sistemas rdio-satlite Para as comunicaes transocenicas de
alta confiabilidade e qualidade, so empregados os sistemas de
rdio-satlite que so mais econmicos que os cabos submarinos. Estes
sistemas utilizam como repetidora um satlite artificial em rbita
geoestacionria, isto , que tem um movimento de translao ao redor da
Terra de modo a ter a mesma velocidade angular que o planeta,
permanecendo estacionrio a 36000 km de altura. Isto ocorre porque
nesta rbita do satlite e gravidade equilibrada pela fora centrpeta.
Neste caso o satlite denomina-se sncrono. Neste satlites so
instalados pequenos receptores e transmissores que, basicamente,
recebem, ampliam e reenviam os sinais para a Terra, cobrindo
praticamente um hemisfrio. Como trs satlites sncronos, colocados a
120 em relao ao centro da Terra, pode-se cobrir todo o planeta. Os
pases que se comunicam por este Processo dispem de estaes
terminais, chamadas de estaes terrenas, que operam em microondas,
na faixa de 4 a 6 GHz. Os transmissores so de potncia elevada e os
receptores so de alta qualidade, possuindo amplificadores especiais
(amplificadores paramtricos). As antenas que focalizam as ondas de
rdio em feixes muito fino, para concentrar toda a potncia devido a
distncia, normalmente so de grandes dimenses, permanecendo
apontadas para os satlites por processos automticos. Ao receber o
sinal de uma das estaes terrenas, o satlite amplifica e devolve
para a Terra, incidindo em todas as estaes terrenas que focalizam
este satlite, porm somente o pas para o qual se destina a comunicao
poder utiliz-la. Assim, o satlite uma repetidora de alta qualidade
com acesso mltiplo por vrios pases. 3.1.6 Sistemas rdio em EHF Como
nessa faixa de freqncia a onda de rdio sofre grandes perturbaes
devidas, principalmente condies atmosfricas no espao livre, estes
sistemas rdios utilizam como meio de propagao guias de ondas. So
condutores especiais e ocos, de diversos tipos de seo reta
(circular, elptica, etc.), que guiam internamente as ondas de rdio.
Estes sistemas so de altssima capacidade (500000 canais telefnicos)
e esto em fase de desenvolvimento.
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
29
ELETRNICA INDUSTRIAL
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3.2
SISTEMAS DE TRANSMISSO VIA LINHA FSICA
Ao contrrio dos sistemas via rdio onde foi necessrio processar o
sinal multiplex, convertendo-o em ondas eletromagnticas, a fim de
ser possvel a sua propagao no espao, nos sistemas via linha fsica o
sinal impresso neste meio o prprio sinal mutiplex. As linhas fsicas
utilizadas para comunicaes podem ser divididas em dois grupos,
conforme a sua construo mecnica: linhas bifilares e linhas
coaxiais. As linhas bifilares so construdas mecanicamente por dois
condutores idnticos e paralelos, geralmente de cobre ou alumnio,
separados por um material no condutor, que pode ser papel, plstico
ou ar (Fig. 15). As linhas coaxiais so construdas mecanicamente por
um condutor interno, envolto por um outro externo de forma
cilndrica, separadas por um material isolante. Os condutores so
geralmente de cobre, sendo o material isolante de polietileno macio
ou discos do mesmo material (Fig. 15). No primeiro grupo temos os
pares de fios que compem os cabos de pares, as linhas abertas e as
linhas de transmisso de energia eltrica. No segundo grupo temos os
cabos coaxiais terrestres e os cabos coaxiais submarinos. 3.2.1
Pares de Fios Como j vimos anteriormente, os pares de fios tm sua
maior aplicao na transmisso dos sinais de voz entre o telefone e a
Central Telefnica Local (quando compem os cabos de assinantes) ou
entre a Central Telefnica Local e outra Local ou Central Tandem
(quando compem os cabos de linhas tronco).
Fig. 15 Linhas fsicas para comunicaes30PROF. MARCELO DIOGO DOS
SANTOS
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Entretanto, quando os pares de um cabo de assinantes ou de um
cabo de linhas tronco esto todos ocupados, porm necessitamos de
mais pares, a capacidade de transmisso deste cabo pode ser ampliada
pelo uso do multiplex com capacidade variando desde 12 canais
(usados em linhas de assinantes), at 120 canais (usados em linhas
tronco). Os primeiros, denominados carrier de assinantes so muito
utilizados em regies limtrofes de pequenas cidades, onde um mesmo
cabo de pares serve stios, casas de campo ou mesmo fazendas, visto
que a instalao de novo cabo muito onerosa, normalmente pela sua
grande extenso como geralmente o caso. O sistema de transmisso
sobre par de fios normalmente composto pelo equipamento multiplex
das Centrais Telefnicas Local e Tandem, e por repetidores de linha.
No caso do carrier de assinante existe tambm o equipamento
multiplex junto a cada assinante (Fig. 16). Os repetidores de
linha, semelhana das estaes repetidoras de rdio, tm a finalidade de
compensar principalmente a atenuao que o sistema multiplex sofre ao
se transmitir atravs do par de fios. Esta atenuao, para as faixas
de frequncia utilizadas pelo multiplex, muito maior que a atenuao
para a faixa de voz no mesmo par. Como podemos ver pela Fig. 16, o
repetidor de linha basicamente composto por 2 hbridas e 2
amplificadores, para permitir a amplificao do sinal nas duas
direes, visto que o par simtrico um circuito a 2 fios. Para se ter
uma idia prtica da distncia entre os repetidores de linha, um par
de fios cujo dimetro do condutor de 0,91 mm (19 AWG) e que
empregado num cabo de linhas tronco necessita de repetidores de 10
em 10 km para transmitir 12 canais. Como as caractersticas de
transmisso dos pares de um cabo sofrem grandes influncias do meio
externo, a instalao deste cabo de grande importncia. Conforme a
instalao os cabos de pares classificados em: - Cabos Areos - Cabos
em Dutos - Cabos Diretamente (enterrados)
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
31
ELETRNICA INDUSTRIAL
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Fig. 16 Sistemas de transmisso sobre par simtrico Os cabos areos
so instalados em postes e, dado o seu peso, so sustentados
longitudinalmente por um fio de ao, chamado cabo mensageiro ou
simplesmente mensageiro. Desta forma ele no se deforma sob a ao do
seu prprio peso, evitando variaes em suas caractersticas. Por serem
blindados, podem admitir injeo interna de ar, caracterizando a
pressurizao, o que evita a entrada de umidade. O aterramento
eltrico da carcaa desses cabos importante para que no sofram a
influncia de rudos externos ou ao de descargas atmosfricas. Os
cabos passados em dutos so mais protegidos pois correm no subsolo.
Aqui mais importante o aspecto da pressurizao devido a presena
direta da gua. Os cabos diretamente enterrados so especialmente
protegidos contra a ao direta das guas, cidos presentes no subsolo
e mesmo contra a ao de organismos que atacam sua proteo. De todos
esses tipos, o cabo areo apresenta maior facilidade de manuteno,
enquanto que o cabo de dutos, maior estabilidade de caracterstica
de transmisso. 3.2.2 Linhas Abertas As linhas abertas so linhas
bifilares em que o material isolante (dialtrico) o ar, e os
condutores utilizados geralmente so de cobre. Os sistemas de linhas
abertas so montados sobre isoladores, colocados em postes que, alm
de permitirem a fixao e isolamento, garantem o espaamento entre os
fios de cada par, bem como a distncia entre os pares, mantendo
inalteradas32PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
ELETRNICA INDUSTRIAL
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as caractersticas de transmisso ao longo da linha. Desde modo,
num mesmo poste podem passar diversos sistemas em linha aberta. A
distncia entre os postes normalmente de 50 m, se por circunstncias
especiais no for necessria outra medida. Na construo de linhas que
sofram esforos mecnicos maiores, usam-se fios com alma de ao
recoberta de cobre, ou no caso de linhas de menor importncia, fios
de ferro galvanizado. Devido as caractersticas de construo, bem
como o dimetro dos condutores empregados, as linhas abertas
oferecem uma atenuao muito menor, mesmo em freqncias mais elevadas,
que o par simtrico. Da a sua utilizao, algumas vezes, para ligaes
interurbanas em frequncia de voz, porm o seu maior emprego como
meio de transmisso multiplex, quando toma o nome consagrado de
transmisso por ondas portadoras. Um sistema de transmisso por ondas
portadoras basicamente composto pelos equipamentos multiplex
terminais e por receptores de linha que, dependendo do modo de
transmisso do meio, podem ser 2 ou a 4 fios. Estes repetidores tm a
mesma funo que aqueles utilizados nos sistemas de par simtrico.
Entretanto, como as linhas abertas apresentam pequena atenuao por
unidade de comprimento, o espaamento entre os repetidores muito
maior que aquele para o par simtrico. Por exemplo, um sistema de
ondas portadoras para 12 canais telefnicos, que utiliza condutores
com dimetros de 2,60 mm, s necessita repetidores de 100 em 100 km.
No entanto, devido ao fato dos sistemas de linha aberta correrem em
paralelo por longas distncias, pode haver um acoplamento magntico
ou mesmo eltrico entre os fios de pares diferentes, atravs das
indutncias mtuas. Isto causar uma perturbao eltrica entre os
sistemas paralelos, chamada diafonia. Esta perturbao caracterizada
pelo aparecimento de uma parcela do sinal de um sistema no outro
paralelo, aumentando a medida que cresce a freqncia do sinal
perturbador, o que limita a capacidade de canalizao das linhas
abertas. Alm disso, os sistemas de linha aberta so sujeitos as
intempries, isto , suas caractersticas ficam expostas as variaes de
temperatura e umidade. Outros fatores que limitam o emprego desse
meio so: roubo dos fios de cobre (material bastante caro),
apodrecimento dos postes (quando so de eucalipto) e quebra de
galhos ou rvores sobre os fios, provocando interrupo ou degradao da
qualidade. Estes sistemas so normalmente utilizados em regies muito
montanhosas e acidentadas, onde uma ligao rdio em VHF/UHF exigiria
muitos repetidores, dado o seu carter de operao em visibilidade.
Finalmente, estes sistemas so de baixa capacidade, normalmente 3 ou
12 canais.
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
33
ELETRNICA INDUSTRIAL
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3.2.3 Linhas de Transmisso de Energia Eltrica As linhas de
transmisso de energia eltrica de qualquer tenso podem ser
empregadas como meio de transmisso de multiplex. Entretanto,
somente aquelas que operam com tenses acima de 33 KV so utilizadas,
visto que as tenses mais baixas possuem um nmero muito grande de
ramificaes para a distribuio de energia eltrica, obrigando o uso de
uma quantidade muito grande de equipamentos o que as torna
economicamente inviveis. Estas linhas se comportam basicamente como
linhas abertas, em que os condutores empregados tm um dimetro muito
maior, o que faz com que as atenuaes por unidade de comprimento
sejam ainda mais baixas que aquelas das linhas abertas. Por
exemplo, num sistema, de transmisso de energia eltrica de 200 KV,
num sistema de ondas portadoras de 12 canais s necessita um
repetidor de linha a cada 300 km. No entanto, existe uma serie de
fatores que limita o seu emprego: comparada com o par de fios e com
a linha aberta, a linha de transmisso de energia eltrica tem um
nvel de rudo consideravelmente, maior, devido principalmente as
descargas atmosfricas e mudanas bruscas de carga. Alm disso, como
as linhas so de alta tenso, ocorrem interferncias devido ao fenmeno
de corona e as correntes intermitentes de perda nos isoladores,
quando o tempo est mido. Outro fator importante que as
caractersticas de transmisso de energia eltrica so muito variveis
ao longo da linha. Devido a estes fatores limitantes, basicamente
os sistemas de transmisso de energia eltrica s so empregados como
meio de comunicao pelas prprias companhias de distribuio de energia
eltrica, tendo os sistemas de ondas portadoras capacidade para 12
canais. 3.2.4 Cabos Coaxiais Terrestres A fim de superar as
limitaes dos sistemas de transmisso sobre linha fsica apresentados
at agora, foram desenvolvidos os cabos coaxiais que funcionam como
linhas blindadas, evitando a irradiao de energia e a captao de
sinais externos. Deste modo, os cabos coaxiais permitem a utilizao
de faixas de freqncias bem mais amplas, passando a constituir os
principais meios de transmisso sobre linha fsica para sistemas de
comunicaes de mdia e alta capacidade. Os dimetros dos condutores
interno e externo, bem como o material isolante entre eles,
determinam as caractersticas de transmisso dos cabos coaxiais.
Assim, quanto maior a relao entre os dimetros e quanto maior o
dimetro interno, menor a atenuao por unidade de comprimento do
cabo.
34
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
ELETRNICA INDUSTRIAL
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Estes cabos so designados pelos dimetros de seus condutores. Por
exemplo, o cabo de 2, 6/9, 5 mm significa dimetro externo do
condutor interno de 2,6 mm e dimetro interno do condutor externo de
9,5 mm. Os cabos coaxiais utilizados pelo multiplex esto
padronizados em dois tipos: 1,2/4,4 mm e 2,6/9,5 mm (fig. 15). O
primeiro utilizado em sistemas de transmisso de mdia capacidade,
sendo o dieltrico macio. O segundo, empregado em sistemas de
transmisso de alta capacidade, utiliza discos de plstico para
diminuir as perdas (menor atuao) e para torn-lo mais flexvel, dado
o seu maior dimetro. Os sistemas de cabos coaxiais podem ter um s
cabo coaxial, ou vrios cabos coaxiais (2,4 ou 8) montados
juntamente com vrios pares de fios constituindo um cabo misto. Vale
aqui ressaltar a nomenclatura corrente quanto a estes cabos mistos.
denominado cabo, o cabo misto, sendo os seus cabos coaxiais
chamados de tubos, e os pares de fios de pares intersticiais. Os
sistemas de cabos coaxiais so constitudos basicamente de forma
idntica aos outros sistemas via linha fsica, isto , formado pelos
equipamentos multiplex das estaes terminais e pelos repetidores. A
tabela da Fig. 17 a seguir apresenta os principais sistemas de
cabos coaxiais existentes onde, alm do tipo de cabo empregado, esto
indicados a banda de transmisso do sinal multiplex, a distncia
nominal entre repetidores, o nmero de tubos coaxiais empregados,
bem como a capacidade de canalizao de cada sistema.CABO COAXIAL
DEBANDA DE TRANSMISSO (KHz) DISTNCIA NOMINAL ENTRE REPETIDORES (Km)
TUBOS COAXIAIS 2 4 8
1,2 / 4,4 mm
NMEROS DE CIRCUITOS MULTIPLEX
60 - 1300 60 - 4028 60 - 6000 60 - 2540 60 - 4028 60 - 6000 300
- 12000 4300 - 60000
6 3 3 9 9 9 4,5 1,5
300 600 1200 960 1920 3840 1260 2520 5040 600 1200 2400 960 1920
3840 NORMALMENTE P/TV 2700 5400 10800 10800 21600 43200
COAXIAL CABO
DE 2,6 / 9,5 mm
Fig. 17 - Tabela de Sistemas de Cabo Coaxial.
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
35
ELETRNICA INDUSTRIAL
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3.2.5 Cabo Coaxial Submarino um sistema de cabo coaxial especial
que se entende sobre leitos de oceanos, interligando pases. A fig.
18 mostra a estrutura simplificada de um cabo submarino de tipo
leve, utilizado em guas profundas, onde no existem perturbaes
mecnicas. A parte central feita de cabos de ao tranados para dar
maior resistncia trao, sendo o condutor interno de cobre com
dimetro externo tpico de 8,4 mm. O material isolante plstico,
geralmente polietileno, sendo o condutor externo tambm de cobre com
dimetro tpico de 38,1 mm. Externamente h um material de proteo
refratrio aos ataques da gua do mar. Quando o cabo j se aproxima da
orla martima, existe uma maior proteo mecnica. Assim, da ordem de
uma milha nutica (1853 m) da praia, o cabo submarino recebe uma
proteo extra de cabos de ao, tomando o nome de cabo simples armado.
Quando j aflora na costa, esta proteo dupla, tomando o nome de cabo
duplo armado. A composio de um sistema de cabo submarino idntica ao
do cabo terrestre, sendo a diferena bsica a grande confiabilidade
exigida para os repetidores, visto que sendo os mesmos submersos,
sua manuteno altamente dispendiosa, exigindo um navio para iar o
cabo do fundo do mar. A tecnologia de cabos submarinos est em
franco progresso, atualmente j existindo sistemas para at 1260
canais telefnicos.
Fig. 18 - cabos submarinos
36
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
ELETRNICA INDUSTRIAL
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4
SERVIOS DE TELECOMUNICAES
Embora o multiplex telefnico se destine primordialmente a
transmisso de sinais de voz, tambm utilizado para o envio de
informaes sob outras formas de sinais, tais como: sinais
telegrficos, sinais de fac-smile, sinais de cabos etc. Deste modo,
o multiplex telefnico empregado por quase todos os servios de
telecomunicaes, onde tem a funo de concentrar a fim de utilizar da
maneira mais racional um meio de transmisso da alta capacidade.
Fig. 19 mostra o esquema bsico de um sistema de telecomunicaes,
onde esto apresentados os diversos servios que podem ser prestados
por tal sistema, indicando claramente o multiplex como concentrador
dos mesmos.
Fig. 19 - Servios de telecomunicaes
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
37
ELETRNICA INDUSTRIAL
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Como podemos notar, o nico servio que no utiliza o multiplex
telefnico o de transmisso de programas de televiso. Neste servio, o
sinal gerado pela emissora local entregue a um centro distribuidor
(Centro de TV) que envia atravs de um meio de transmisso adequado,
para a localidade de destino. Na localidade distante, o sinal
recebido por outro Centro de TV que o distribui para as emissoras
e/ou outras localidades. Pela Fig. 19 observamos que os canais de
voz do multiplex telefnico recebem diversos tipos de sinais,
conforme o servio de telecomunicaes.
4.1 ASSINANTES DE TELEFONIA PBLICA Neste servio, como j vimos,
os sinais de voz provenientes dos telefones dos assinantes, atravs
de Mesas IU ou de Centrais Telefnicas Local e Interurbana, so
devidamente concentrados no multiplex.
4.2 ASSINANTES DE REDE TELEGRFICA Neste servio a informao do
assinante convertida em sinais telegrficos atravs da mquina telex,
que tem funo idntica a do telefone para os sinais de voz. Os sinais
telegrficos das mquinas telex so enviados diretamente (circuitos
ponto a ponto),ou atravs da Central Telex (circuito telex), cuja
funo analgica aquela desempenhada pela Central Telefnica, ao
multiplex telegrfico. Este equipamento concentra conjuntos de
canais telegrficos, como por exemplo 24 canais telegrficos, num
nico canal de voz do multiplex telefnico. Como podemos notar, os
canais de voz do multiplex telefnico servem de meio de transmisso
para o multiplex telegrfico.
4.3 SERVIO MVEL MARTIMO Este tipo de servio permite a comunicaes
das embarcaes em alto mar com os assinantes da telefonia pblica ou
rede telegrfica. Para este fim o navios se interligam, atravs de
sistemas de rdio HF, com Estaes Costeiras e, alcanam a rede
nacional de telefonia ou telegrafia.
4.4 CIRCUITOS Conforme a necessidade do usurio, este circuitos
podem ser alugados de modo permanente ou temporrio. Para ambas as
modalidades, os circuitos passam38PROF. MARCELO DIOGO DOS
SANTOS
ELETRNICA INDUSTRIAL
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pelo centro de udio, que a finalidade de distribuir os sinais,
atravs do multiplex telefnico, para as localidades de destino.
Quanto aos tipos de sinais enviados atravs dos circuitos alugados,
estes podem ser os mais variados, a saber: a) Sinais de voz
Transmisses radiofnicas, canais de udio para TV etc. b) Sinais de
facsmile Transmisses entre dois pontos distantes de informaes
grficas, como por exemplo pginas de jornais, que podem ser
inclusive imagens estticas (foto telegrfica). c) Sinais compostos
Por intermdio de um equipamento chamado fnica, possvel a transmisso
simultnea, num nico circuito, de sinais de voz e telegrfica. d)
Sinais de dados Provenientes das mquinas de Processamento de dados,
como por exemplo computadores.
4.5
TRANSMISSO DE MSICA DE ALTA QUALIDADE
Para este servio empregado um equipamento chamado canal
programa, para processar devidamente o sinal musical, cuja faixa de
frequncia maior que aquela para transmisso de voz, a fim de
envia-lo ao multiplex. 4.6 ASSINANTES DA REDE DE TRANSMISSO DE
DADOS
Para melhor aproveitar o multiplex telefnico, os sinais dos
dados assinantes desta rede so devidamente concentrados por um
multiplex digital, a semelhana de outros equipamentos
multiplex.
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39
ELETRNICA INDUSTRIAL
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5
INTRODUO SINALIZAO
Para o perfeito funcionamento de um sistema telefnico, h
diversas informaes trocadas entre o assinante e a central e entre
as centrais. Para realizar esta troca de informaes existe a
sinalizao podendo ser dividida em trs grupos: Sinalizao Acstica
Sinalizao de Linha Sinalizao de Registro
5.1
SINALIZAO ACSTICA
que estabelece a integrao usurio-equipamento, e consiste em uma
srie de sinais audveis emitidos da central para o assinante e
referem-se a estados da conexo. Compreendem-se os seguintes sinais:
5.2 Tom de Discar Corrente de Toque de Chamada Tom de Controle de
Chamada Tom de Ocupado Tom de Nmero Inacessvel
SINALIZAO DE LINHA
o conjunto de sinais destinados a efetuar a ocupao e superviso
enlace a enlace dos circuitos que interligam duas centrais
telefnicas; opcionalmente, permite o envio de sinais de tarifao.
Juntor - o rgo ou funo de uma central de comutao, responsvel pela
interface com o meio de transmisso. Equipamento de Comutao de Sada
- o rgo associado extremidade de origem do canal de sinalizao,
responsvel pelo envio dos sinais de linha no sentido para frente, e
recebimento dos sinais de linha no sentido para trs.
40
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Equipamento de Comutao de Entrada - o rgo associado extremidade
de destino do canal de sinalizao, responsvel pelo recebimento dos
sinais de linha no sentido para frente, e transmisso dos sinais de
linha no sentido para trs. Sinal de Ocupao - o sinal emitido para
frente, pelo juntor de sada para levar o juntor de entrada
associado condio de ocupado. Sinal de Atendimento - um sinal
emitido para trs, pelo juntor de entrada associado. Para indicar
que o assinante chamado atendeu. Sinal de Desligar para Trs - um
sinal emitido para trs, pelo juntor de entrada ao juntor de sada
associado, para indicar que o assinante chamado desligou. Sinal de
Desligar para Frente - um sinal emitido para frente, pelo juntor de
sada ao juntor de entrada associado, para liberar, a partir deste,
todos os rgos envolvidos na chamada. Sinal de Confirmao de
Desconexo - um sinal emitido para trs, pelo juntor de entrada ao
juntor de sada associado, em resposta a um sinal de desligar para
frente, para indicar que ocorreu a liberao dos rgos associados ao
juntor de entrada. Sinal de Desconexo Forada - um sinal que
substitu o sinal de desligar para trs, nos circuitos entre a estao
local de origem e o primeiro ponto de tarifao. O sinal emitido, a
partir deste ponto, aps ocorrida temporizao, que se inicia com o
recebimento do sinal de desligar para trs. Tendo emitido o sinal de
desconexo forada, o primeiro ponto de tarifao inicia a liberao da
cadeia de comutao para frente; recebendo o sinal de desconexo
forada a central local desfaz a conexo estabelecida. Sinal de
Bloqueio - o sinal emitido para trs, pelo juntor de entrada ao
juntor de sada associado, provocando o bloqueio do mesmo. Sinal de
Tarifao - um sinal emitido para trs, pelo juntor de entrada ao
juntor de sada associado, de acordo com a cadncia correspondente ao
degrau tarifrio, a partir do ponto de tarifao por multimedio. Sinal
de Confirmao de Ocupao - um sinal emitido para trs, pelo juntor de
entrada ao juntor de sada associado, em resposta a um sinal de
ocupao, para indicar que ocorreu a ocupao dos rgos associados ao
juntor de entrada.
PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS
41
ELETRNICA INDUSTRIAL
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Sinal de Falha - um sina emitido para frente, a partir do juntor
de sada associado, para indicar que houve falha no equipamento de
origem.
5.2.1 Tipos de Sinalizao de Linha A sinalizao de linha a ser
adotada consta de quatro variantes, todas do tipo enlace a enlace,
aplicveis de acordo com as condies tcnicas de transmisso e comutao.
Estas variantes so: Tecnologia de Transmisso Cabos de pares FDM
Multiplexao freqncia por diviso Tecnologia de Comutao sinalizao por
loop de corrente contnua de sinalizao: E + M contnua E + M pulsada
Digital sinalizao: E + M contnua E + M pulsada R2 Digital
5.2.2 Sinalizao por Loop de Corrente Cotnua Por motivos
principalmente econmicos, muitos sistemas empregam a sinalizao de
loop de corrente contnua a 2 fios. Os critrios bsicos deste tipo de
sinalizao so: Variao da resistncia (e consequentemente da corrente)
na linha. Variao da polaridade na linha. telefnicos
42
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5.2.3 Sinalizao E & M pulsada O sistema E & M pulsada
utiliza um canal de sinalizao para transmisso (canal M) e um canal
de sinalizao para recepo (canal E) dos sinais. So utilizados dois
tipos de sinais cujos tempos de emisso so: curto - durao de (150
30) ms - ocupao, atendimento, tarifao e rechamada; longo - durao de
(600 120) ms - desligar para trs, desligar para frente, confirmao
de desconexo e desconexo forada. A presena de um sinal
caracterizada pela presena de terra referida a um potencial de
-48V, entre os equipamentos de comutao e de transmisso, o que dever
corresponder, nos equipamentos de transmisso: analgicos, a presena
de tom em freqncia fora de faixa (3825 Hz), em nvel alto. digitais,
a presena de 1 (um) nos bits correspondentes ao canal