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MÓDULO DE:

REDES DE ACESSO E SERVIÇOS DE TELECOMUNICAÇÕES

AUTORIA:

ANGELA DOS SANTOS OSHIRO



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Módulo de: Redes de Acesso e Serviços de Telecomunicações

Autoria: Angela Oshiro

Primeira edição: 2008

CITAÇÃO DE MARCAS NOTÓRIAS

Várias marcas registradas são citadas no conteúdo deste módulo. Mais do que simplesmente listar esses nomes

e informar quem possui seus direitos de exploração ou ainda imprimir logotipos, o autor declara estar utilizando

tais nomes apenas para fins editoriais acadêmicos.

Declara ainda, que sua utilização tem como objetivo, exclusivamente na aplicação didática, beneficiando e

divulgando a marca do detentor, sem a intenção de infringir as regras básicas de autenticidade de sua utilização

e direitos autorais.

E por fim, declara estar utilizando parte de alguns circuitos eletrônicos, os quais foram analisados em pesquisas

de laboratório e de literaturas já editadas, que se encontram expostas ao comércio livre editorial.

Todos os direitos desta edição reservados à

ESAB – ESCOLA SUPERIOR ABERTA DO BRASIL LTDA

http://www.esab.edu.br

Av. Santa Leopoldina, nº 840/07

Bairro Itaparica – Vila Velha, ES

CEP: 29102-040



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Apresentação

O curso de Redes e Telecomunicações pretende fornecer um panorama geral desde o

surgimento das redes de computadores no mundo até sua convergência com outros

sistemas de comunicação como as redes de telefonia e telecomunicações. Hoje, o Estado da

Arte em redes e telecomunicações, longe de se tratar de uma tecnologia pronta e acabada,

passa por um processo de intensas pesquisas provocando constantes modificações e

gerando inúmeras tecnologias diferentes das idéias originais.

A organização deste curso está divida em três grandes áreas de conhecimento:

As unidades I até XI, abordam o tema Redes de Computadores, desde seu surgimento,

padronização, tecnologias e aplicações.

As unidades XII até XXV apresentam temas referentes à área de Telecomunicações,

como tecnologias (sistemas de telefonia, equipamentos de telecomunicações – satélites,

antenas, etc.; redes wireless e GPS).

As unidades XXVI até XXX, fornecem uma mostra das tendências tecnológicas nas áreas de

redes de telecomunicações, que chamamos de convergência, ou integração entre diversas

tecnologias – TV Digital, Casa Inteligente e Computação Pervasiva.

Ao final do curso, há alguns textos complementares com detalhes técnicos para quem quiser

se aprofundar em alguns dos temas, recomendamos a confecção das listas de exercícios ao

final de cada um desses Blocos de Unidades. Concluída a unidade XI, o aluno estará apto a

responder a lista 1 de exercícios. Concluída a unidade XXV, a lista 2 e ao término do curso, a

lista 3. Lembre-se que sua participação no fórum é de extrema importância, tornando o

estudo mais interativo, com maior possibilidade de assimilação e compreensão do conteúdo

discutido neste curso. Recomendamos ainda, antes de iniciar um novo bloco de estudos

(tema), esclarecer possíveis dúvidas com seu tutor, ampliando sua visão sobre a área em

questão.


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Objetivo

O curso de Redes e Telecomunicações fornece uma visão sobre a evolução das Redes de

Computadores e a consequente padronização de tecnologias, ampliando a possibilidade de

comunicação entre fabricantes e sistemas diversos.

Dessa convergência, outras tecnologias vieram se desenvolvendo como nas áreas de

Telefonia e Telecomunicações, e gradativamente foram sendo integradas às redes de

computadores.

Hoje, diante do fenômeno da globalização, comunicação é mais do que troca de informações

– envolve a seleção de informações, a transformação de informações em conhecimento, a

aplicação prática e a tomada de decisões a partir do conhecimento adquirido e o objetivo

social de toda a tecnologia desenvolvida.

Trabalhamos neste curso, conteúdos técnicos que compõe a grade de seu curso e

recomendamos a participação com temas nos fóruns, bem como as leituras complementares

e contato com seu tutor, no intuito de desenvolver o espírito crítico e a maturidade necessária

ao profissional ligado à área de telecomunicações.

Seja bem vindo!

Ementa

Redes de Computadores Telecomunicações Convergência em Telecomunicações


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Sobre o Autor

A autora é pós-graduada em Análise de Sistemas pela UNIMEP – Piracicaba

Certificações CCNA e CISCO e membro da BICSI e SBC, tendo participação ativa e

produção de pesquisas nas áreas de Telecomunicações e Informática aplicada à Educação.

Mestranda em Educação, com foco em Tecnologias para EAD, é também professora das

faculdades Sumaré – SP, e Fundação Ubaldino do Amaral – Sorocaba/SP.

Possui diversas publicações sobre os temas – Segurança da Informação, Tecnologias

Emergentes em TI, Tecnologias Aplicadas à Educação, EAD e Realidade Aumentada.

Membro do fórum Centaurus sobre segurança em TI e Ecologia da Informação.


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SUMÁRIO

UNIDADE 1 ....................................................................................................................................................... 8

Redes Locais e o Surgimento dos Padrões de Comunicação ......................................................................... 8

UNIDADE 2 ..................................................................................................................................................... 11

Cabeamento para Lans ............................................................................................................................... 11

UNIDADE 3 ..................................................................................................................................................... 16

UNIDADE 4 ..................................................................................................................................................... 20

Surgimento da Fibra Óptica ......................................................................................................................... 20

UNIDADE 5 ..................................................................................................................................................... 25

Protocolos de Redes ................................................................................................................................... 25

UNIDADE 6 ..................................................................................................................................................... 30

Modelo ISO - OSI ........................................................................................................................................ 30

UNIDADE 7 ..................................................................................................................................................... 36

Equipamentos Utilizados nas Redes Internas .............................................................................................. 36

UNIDADE 8 ..................................................................................................................................................... 41

Roteadores .................................................................................................................................................. 41

UNIDADE 9 ..................................................................................................................................................... 48

MODEMS .................................................................................................................................................... 48

UNIDADE 10 ................................................................................................................................................... 53

Cabeamento Estruturado ............................................................................................................................. 53

UNIDADE 11 ................................................................................................................................................... 58

Topologias ................................................................................................................................................... 58

UNIDADE 12 ................................................................................................................................................... 64

Classificação das Redes de Telecomunicações ........................................................................................... 64

UNIDADE 13 ................................................................................................................................................... 67

Rede de Acesso de Telefonia ...................................................................................................................... 67

UNIDADE 14 ................................................................................................................................................... 72

Modelos de Sistemas Ópticos ...................................................................................................................... 72

UNIDADE 15 ................................................................................................................................................... 79

RDSI - Rede Digital de Serviços Integrados ................................................................................................. 79

UNIDADE 16 ................................................................................................................................................... 85

Redes sem fio – Redes Wireless ................................................................................................................. 85


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UNIDADE 17 ................................................................................................................................................... 92

TELEFONIA CELULAR ............................................................................................................................... 92

UNIDADE 18 ................................................................................................................................................... 95

Blue Tooth ................................................................................................................................................... 95 Vantagens e Desvantagens ......................................................................................................................... 98

As Vantagens ....................................................................................................................................................... 98 As Desvantagens ................................................................................................................................................. 99

UNIDADE 19 ................................................................................................................................................. 100

Telecomunicações ..................................................................................................................................... 100

UNIDADE 20 ................................................................................................................................................. 105

Satélites e Antenas .................................................................................................................................... 105

UNIDADE 21 ................................................................................................................................................. 110

GPS – Sistema de Posicionamento Global ................................................................................................ 110

UNIDADE 22 ................................................................................................................................................. 118

Categorias dos sistemas GPS ................................................................................................................... 118

UNIDADE 23 ................................................................................................................................................. 123

Descrição Técnica - Sistemas GPS ........................................................................................................... 123

UNIDADE 24 ................................................................................................................................................. 128

Componentes dos Sistemas GPS .............................................................................................................. 128

UNIDADE 25 ................................................................................................................................................. 132

APLICAÇÕES GPS ................................................................................................................................... 132

UNIDADE 26 ................................................................................................................................................. 138

TV Digital ................................................................................................................................................... 138

UNIDADE 27 ................................................................................................................................................. 141

Computação Pervasiva .............................................................................................................................. 141

UNIDADE 28 ................................................................................................................................................. 144

Tecnologias para a Casa Inteligente - ........................................................................................................ 144

UNIDADE 29 ................................................................................................................................................. 148

Computação Ubíqua .................................................................................................................................. 148

UNIDADE 30 ................................................................................................................................................. 152

Wearable ................................................................................................................................................... 152

GLOSSÁRIO ................................................................................................................................................. 156

BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................................. 157


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UNIDADE 1

Redes Locais e o surgimento dos padrões de comunicação

Introdução

Você já se perguntou como todos os tipos de compartilhamentos e o modo de comunicação

entre os computadores surgiram? Sendo mais específico, como as redes locais (Lans) e

todos os padrões de comunicações apareceram e qual a sua importância atualmente? Nesse

módulo vamos conhecer um pouco mais sobre o surgimento desses tipos de padrões e por

que de sua necessidade.

Surgimento dos padrões de comunicação

Até final dos anos 60, no cume da tecnologia de informação, reinavam os MAINFRAMES –

computadores gigantescos – que recebiam as informações através de cartões perfurados e

fitas magnéticas. Desta forma, o usuário não interagia diretamente com o computador. A IBM

foi uma das pioneiras em criar um sistema de interação do usuário com a máquina, através

de terminais multiusuários que permitiam a inclusão de dados.

Com o advento dos minicomputadores de 32 bits, outras empresas como HP e Digital, além

da própria IBM, começaram a desenvolver soluções no sentido de distribuir as tarefas dos

mainframes de modo a facilitar o acesso às informações.

Foi em 1977, com a criação do VAX pela Digital (adquirida posteriormente pela Compaq),

que essa realidade começou a se concretizar. Essa nova tecnologia, já direcionada para

comunicação com outras máquinas, inspirou a criação de sistemas operacionais

multiusuários e permitiu explorar os recursos do Unix – um sistema operacional que vinha

sendo desenvolvido desde 1969.


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Leia também : http://www.novomilenio.inf.br/ano97/97hist04.htm

Com o desenvolvimento da ideia de distribuição de informações, surgiu a necessidade de se

criar padrões de comunicação entre equipamentos que até então eram baseados em

tecnologias diferentes, de acordo com o fabricante.

Em 1972, Robert Metcalf precisava desenvolver um sistema de

conexão entre os servidores e as estações Xerox, compartilhando o

uso de impressoras laser.

Baseando-se no trabalho de Abramson, foi capaz de transferir os

dados, mas por meio de um cabo coaxial e um pouco mais rápido.

O sistema de Metcalfe acrescentou um recurso de detecção de colisão que impede dois

equipamentos de acessar o mesmo meio ao mesmo tempo. O sistema Ethernet verifica se a

rede está livre para enviar a mensagem. Caso não esteja, a mensagem entra numa fila de

espera até que seja transmitida.

Somente em 1980 através de um consórcio entre a Digital, a Intel e a Xerox o padrão evoluiu

de 2Mbps para 10Mbps e foi padronizado pelas especificações do IEEE, publicado em 1985

através da especificação 802.3. Na época, utilizava-se cabo coaxial (10Base5) e 10Base2.

Até que, a partir de 1990, com o aumento da velocidade para 100Mbps, passou-se a utilizar

cabo de par trançado 10Base-T e 100Base-T, com vantagens de custo e flexibilidade. Hoje, a

fibra ótica ocupa espaços e determina novos padrões, o Gigabit Ethernet.

Ethernet é uma tecnologia de rede local. Essas redes normalmente operam num mesmo

prédio e conectam dispositivos próximos. No início podia haver no máximo algumas centenas

de metros de cabos separando dispositivos numa Ethernet, tornando difícil conectar locais

muito distantes geograficamente. Avanços recentes da tecnologia conseguiram aumentar

essas distâncias, e as redes Ethernet atuais podem cobrir dezenas de quilômetros.


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Veja também:

http://informatica.hsw.uol.com.br/ethernet8.htm

Se você pudesse fazer um pedido o que você desejaria?

Eu desejaria que todos os navegadores aceitassem padronizações como W3C, HTML

e scripts e seguissem essas especificações.

Eu gostaria de ter amigos normais

Mmmmm... Padrões são complicados


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UNIDADE 2

Cabeamento para Lans

Introdução

O cabeamento é uma ferramenta fundamental na troca de informações em uma rede,

independentemente se ela é local (LAN) ou global (WAN). Foi através do desenvolvimento

dessa tecnologia que possibilitou o grande avanço na mobilidade dos computadores,

quebrando todo um padrão de segmentos de transferência e armazenamento de dados. Se

não houvesse os tipos de cabeamento, quanto a informática estaria estagnada? Vamos nos

aprofundar no assunto e entender um pouco mais sobre a funcionalidade dos cabos.

Cabo coaxial

Como vimos anteriormente, o primeiro sistema de cabos para conexão de redes utilizado foi

o cabo coaxial. Esse cabo era o que havia de mais avançado, há alguns anos. Ainda hoje

existem vários tipos de cabos coaxiais, cada um com suas características específicas.

Alguns são melhores para transmissão em alta

frequência, outros têm atenuação mais baixa,

e outros são imunes a ruídos e interferências.

Os cabos coaxiais de alta qualidade não são

maleáveis e são difíceis de instalar e os cabos

de baixa qualidade podem ser inadequados

para trafegar dados em alta velocidade e longas distâncias. Ao contrário do cabo de par

trançado, o coaxial mantém uma capacidade constante e baixa, independente do seu

comprimento, evitando assim vários problemas técnicos. Devido a isso, ele oferece


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velocidade da ordem de megabits/seg., não sendo necessária a regeneração do sinal, sem

distorção ou eco, propriedade que já revela alta tecnologia.

O cabo coaxial pode ser usado em ligações ponto a ponto ou multiponto. A ligação do cabo

coaxial causa reflexão devido a impedância não infinita do conector. A colocação destes

conectores, em ligação multiponto, deve ser controlada de forma a garantir que as reflexões

não desapareçam em fase de um valor significativo.

É também chamado cabo coaxial fino (ou easynet ou

cheapernet ou 10Base2), esse cabo pode ter até 165

metros de comprimento. Pode ser utilizado diretamente

por até 30 micros.

A maioria dos sistemas de transmissão de banda base utiliza cabos de impedância com

características de 50 Ohm, geralmente utilizados nas TVs a cabo e em redes de banda larga.

Isso se deve ao fato de a transmissão em banda base sofrer menos reflexões, devido às

capacitâncias introduzidas nas

ligações ao cabo de 50 Ohm.

Os cabos coaxiais possuem uma

maior imunidade a ruídos

eletromagnéticos de baixa frequência e, por isso, era o meio de transmissão

mais utilizado para redes locais.

http://www.clubedohardware.com.br/artigos/181


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Cabo par trançado

Devido às limitações do cabo coaxial, o Comitê de normalização Internacional IEEE, se uniu

no intuito de pesquisar e produzir um meio de comunicação eficiente e seguro para as Redes

de computadores. Desenvolvendo o Standard 10 BASE T em 1988.

Surgiu assim, na Bell Laboratories o cabo UTP sem blindagem (Unshilded Twisted Par), ou

seja, o par torcido sem blindagem.

A teoria é que, um par de fios torcidos cria uma espira

virtual com capacitância e indutância, suficientes para ir

cancelando o ruído externo através de suas múltiplas

espiras, ou seja, o campo magnético formado pela espira

X, é reverso da espira Y, e assim por diante.

Se num dado momento o cabo sofrer uma interferência, esta será anulada na inversão dos

pólos das espiras.

Esse tipo de cabo tornou-se muito usado devido a

falta de flexibilidade de outros cabos e por causa da

necessidade de se ter um meio físico que

conseguisse uma taxa de

transmissão alta e mais rápida.

Os cabos de par trançado

possuem dois ou mais fios

entrelaçados em forma de espiral

e, por isso, reduzem o ruído e

mantém constantes as propriedades elétricas do meio por todo o seu comprimento.

A desvantagem deste tipo de cabo, que pode ter transmissão tanto analógica quanto digital,

é sua suscetibilidade às interferências a ruídos (eletromagnéticos e radiofreqüência). Esses

efeitos podem, entretanto, ser minimizados com blindagem adequada. Vale destacar que


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várias empresas já perceberam que, em sistemas de baixa frequência, a imunidade a ruídos

é tão boa quanto do cabo coaxial.

Se você pretende conectar somente dois micros em rede e não houver planos de se instalar

mais micros, a configuração mais barata é conectar esses dois micros através de um cabo

par trançado tipo crossover. Esse cabo poderá ter até 100 metros de extensão

Se você quiser utilizar mais de dois micros utilizando o par

trançado, você precisará de um periférico chamado hub. Você

precisará de um cabo para cada micro (cada cabo poderá ter

até 100 metros), que deverá conectar cada micro ao hub.

Você poderá comprar os cabos prontos ou fazer você mesmo.

Para isso, você precisará de dois plugs RJ-45 por cabo e de

um alicate para crimpar. Os fios do cabo deverão ser

conectados aos plugs RJ-45 utilizando o seguinte padrão,

chamado T568A:

A função do alicate é fornecer pressão suficiente para que os pinos do conector RJ-45, que

internamente possuem a forma de lâminas, esmaguem os fios do cabo, alcançando o fio de

cobre e criando o contato. Você deve retirar apenas a capa externa do cabo e não descascar

individualmente os fios, pois isto ao invés de ajudar, serviria apenas para causar mau

contato.

Categorias de cabos par trançado

Categoria 1 : Este tipo de cabo foi muito usado em instalações telefônicas antigas, porem

não é mais utilizado.

Categoria 2 : Outro tipo de cabo obsoleto. Permite transmissão de dados a até 4 mbps.

Categoria 3 : Era o cabo de par trançado sem blindagem usado em redes até alguns anos

atrás. Pode se estender por até 100 metros e permite transmissão de dados a até 10 Mbps.


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A diferença do cabo de categoria 3 para os obsoletos cabos de

categoria 1 e 2 é o numero de tranças. Enquanto nos cabos 1 e 2 não

existe um padrão definido, os cabos de categoria 3 (assim como os

de categoria 4 e 5) possuem atualmente de 24 a 45 tranças por

metro, sendo muito mais resistente a ruídos externos. Cada par de

cabos tem um número diferente de tranças por metro, o que atenua

as interferências entre os cabos. Praticamente não existe a

possibilidade de dois pares de cabos terem exatamente a mesma disposição de tranças.

Categoria 4 : Por serem blindados, estes cabos já permitem transferências de dados a até 16

mbps, e são o requisito mínimo para redes Token Ring de 16 mbps, podendo ser usados

também em redes Ethernet de 10 mbps no lugar dos cabos sem blindagem.

Categoria 5 : Este é o tipo de cabo de par trançado usado atualmente, que existe tanto em

versão blindada quanto em versão sem blindagem, a mais comum. A grande vantagem sobre

esta categoria de cabo sobre as anteriores é a taxa de transferência, até 100 mbps.

Uma grande vantagem no cabeamento estruturado para o cabo UTP, é

que quando há mal contato ou o cabo é interrompido, apenas um micro

para de funcionar, enquanto o resto da rede continua funcionando

normalmente. Nas redes com cabo coaxial, quando um micro perdia a

conexão com a rede, todos os demais também paravam de se

comunicar entre si.

http://www.clubedohardware.com.br/artigos/181/3


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UNIDADE 3

Fibra Óptica

TODA VEZ QUE APARECER A PALAVRA ÓPTICA FAVOR DEIXAR ASSIM:ÓPTICA.

Além de melhorar extraordinariamente as telecomunicações, as fibras ópticas são usadas

também numa variedade de equipamentos, como automóveis, mísseis, blindados, satélites,

fiação de computadores, eletrodomésticos e ainda em microeletrônica, engenharia genética,

fotografia etc. O Brasil, com tecnologia desenvolvida a partir de 1973 pela Universidade de

Campinas (Unicamp), em conjunto com a Telebrás, produz cerca de 20 mil quilômetros de

fibras por ano.

Fibra óptica - Aplicações e Funcionamento

As fibras ópticas nada mais são do que cabos que em seu meio de transmissão propagam a

informação através de luz. Elas funcionam da seguinte maneira:

O cabo transmite a luz por diversos meios, não só de modo retilíneo, mas também em

diagonais e todas as direções possíveis pela qual o interior do cabo possa retransmitir a luz.

Um exemplo disso segue na figura a baixo.

Perceba que a luz pode tomar qualquer caminho e mesmo assim ela chega ao seu destino,

porem sua velocidade varia. Se não houver nada que a atrapalhe no caminho e ela vá de


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forma retilínea, os dados que ela carrega consigo vão chegar mais rápido do que os outros

feixes de luz que foram sendo rebatidos pelo caminho.

O ângulo em que ela é transmitida manter-se-á o mesmo até sua saída, como por exemplo:

se a luz entra com um ângulo de 45˚ ela permanecerá nesse ângulo até sair, já que quando

for refletida dentro do cabo sua reflexão manterá o mesmo grau no qual foi refletido.

Apesar de serem mais caros, os cabos de fibra óptica não sofrem interferências com ruídos

eletromagnéticos e com radiofrequências e permitem total isolamento entre transmissor e

receptor.

O cabo de fibra óptica pode ser utilizado tanto em ligações ponto

a ponto quanto em ligações multiponto. A exemplo do cabo de

par trançado, a fibra óptica também está sendo muito usada em

conjunto com sistemas ATM, que transmitem os dados em alta

velocidade. O tipo de cabeamento mais usado em ambientes

internos (LANs) é o de par trançado, enquanto o de fibra óptica é o mais usado em

ambientes externos

Como Funciona

A transmissão da luz pela fibra segue um princípio único, independentemente do material

usado ou da aplicação, é lançado um feixe de luz numa extremidade da fibra e, pelas

características ópticas do meio (fibra), esse feixe percorre a fibra por meio de reflexões

sucessivas.

A fibra possui no mínimo duas camadas: o núcleo e o revestimento. No núcleo, ocorre a

transmissão da luz propriamente dita. A transmissão da luz dentro da fibra é possível graças

a uma diferença de índice de refração entre o revestimento e o núcleo, sendo que o núcleo

possui sempre um índice de refração mais elevado, característica que aliada ao ângulo de

incidência do feixe de luz, possibilita o fenômeno da reflexão total.


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As fibras ópticas são utilizadas como meio de transmissão de ondas eletromagnéticas (como

a luz) uma vez que são transparentes e podem ser agrupadas em cabos. Estas fibras são

feitas de plástico ou de vidro. O vidro é mais utilizado porque absorve menos as ondas

eletromagnéticas. As ondas eletromagnéticas mais utilizadas são as correspondentes à

gama da luz infravermelha.

O meio de transmissão por fibra óptica é chamado de "guiado", porque as ondas

eletromagnéticas são "guiadas" na fibra, embora o meio transmita ondas onidirecionais,

contrariamente à transmissão "sem-fio", cujo meio é chamado de "não guiado". Mesmo

confinada a um meio físico, a luz transmitida pela fibra óptica proporciona o alcance de taxas

de transmissão (velocidades) elevadíssimas, da ordem de dez elevados à nona potência de

bits por segundo, com baixa taxa de atenuação por quilômetro. Mas a velocidade de

transmissão total possível ainda não foi alcançada pelas tecnologias existentes. Como a luz

se propaga no interior de um meio físico, sofrendo ainda o fenômeno de reflexão, ela não

consegue alcançar a velocidade de propagação no vácuo, que é de 300.000 km/segundo,

sendo esta velocidade diminuída consideravelmente.

Fibra ótica monomodal

Fibra óptica multimodal

Cabos de fibra óptica atravessam oceanos. Usar cabos para conectar dois continentes

separados pelo oceano é um projeto monumental. É preciso instalar um cabo com milhares

de quilômetros de extensão sob o mar, atravessando fossas e montanhas submarinas. Nos

anos 80, tornou-se disponível, o primeiro cabo fibra óptica intercontinental desse tipo

instalada em 1988, e tinha capacidade para 40.000 conversas telefônicas simultâneas,

usando tecnologia digital. Desde então, a capacidade dos cabos aumentou. Alguns cabos

que atravessam o oceano Atlântico têm capacidade para 200 milhões de circuitos

telefônicos.

Para transmitir dados pela fibra óptica, é necessário um equipamento especial chamado

infoduto, que contém um componente fotoemissor, que pode ser um diodo emissor de luz


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(LED) ou um diodo laser. O fotoemissor converte sinais elétricos em pulsos de luz que

representam os valores digitais binários (0 e 1).

Vantagens

Em virtude das suas características, as fibras ópticas apresentam bastantes vantagens sobre

os sistemas elétricos:

Dimensões Reduzidas

Capacidade para transportar grandes quantidades de informação (Dezenas de

milhares de conversações num par de Fibra);

Atenuação muito baixa, que permite grandes espaçamentos entre repetidores, com

distância entre repetidores superiores a algumas centenas de quilômetros.

Imunidade às interferências eletromagnéticas;

Matéria-prima muito abundante;

Custo cada vez mais baixo;

Aplicações

Uma característica importante que torna a fibra óptica indispensável em muitas aplicações é

o fato de não ser suscetível à interferência eletromagnética, pela razão de que não transmite

pulsos elétricos, como ocorre com outros meios de transmissão que empregam os fios

metálicos, como o cobre.


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UNIDADE 4

Surgimento da Fibra óptica

O Brasil foi um dos primeiros países do mundo a dominar a tecnologia de fibras ópticas,

ainda no final dos anos 70. Essa vitória se deu, em grande parte, ao trabalho do professor

José Ellis Ripper Filho, na Unicamp. Acreditando nas perspectivas da fotônica, ou seja, das

comunicações via fibras ópticas, Ripper fundou em 1989 a AsGa, empresa constituída para

produzir lasers semicondutores de arseneto de gálio e outros produtos de microeletrônica.

O aumento contínuo da velocidade dos sistemas de transmissão de informações e

telecomunicações deve-se ao uso da luz em sistemas de comunicações. Só com o uso de

comunicações ópticas (baseadas em luz) é possível atingir hoje velocidades de transmissão

de centenas de Gigabits por segundo. Isto se tornou possível a partir da descoberta de fibras

ópticas com baixas perdas de luz, ocorrida nos anos 70. O Brasil entrou cedo nesta

atividade, com a instalação do Projeto de Pesquisa em Sistemas de Comunicação por Laser

no Instituto de Física da Unicamp em 1973, financiado pela Telebrás.

Campinas não virou pólo tecnológico por acaso. Se as grandes empresas de

telecomunicações e informática se instalaram na região nos últimos anos, com a abertura do

mercado, foi porque já existiam recursos humanos de alta qualidade formados por

universidades como a Unicamp. O Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW), da Unicamp,

pesquisa na área de comunicações ópticas desde 1971. O primeiro contrato de pesquisa &

desenvolvimento (P&D) feito no Brasil foi feito entre a Unicamp e a Telebrás em 1974. Em

1976, a primeira fibra óptica nacional levou à criação do Centro de Pesquisa &

Desenvolvimento (CPqd), com pesquisadores do instituto, na cidade. Em 1978, eles também

fariam o primeiro laser de diodo da América Latina. O que aquele grupo de cientistas - muitos

deles vindos dos EUA, onde trabalhavam em centros de pesquisa como o Bell Labs - não

imaginava é que, ao longo dos 20 anos seguintes, muitos se tornariam empresários.

Diversas pequenas empresas nasceram das atividades do IFGW ao longo desse período,


21

como AsGa, Fotônica, Xtal, Unilaser, Optolink, Ecco, AGC NetTest e Laser Lab. Em 2000,

essas empresas faturaram mais de R$ 250 milhões em conjunto.

Paralelamente, outro pesquisador, Rege Scarabucci, iniciou um projeto de transmissão

digital, na Faculdade de Engenharia da Unicamp, sob a coordenação de Ripper e com apoio

da Telebrás, antes da criação do CPqD. Todo esse esforço inicial ganhou novas dimensões

e, com o trabalho do CPqD, a partir de 1976, tornou-se viável o desenvolvimento e a

produção industrial de fibras ópticas, de sistemas de transmissão e comutação digitais.

Transformado em fundação privada em 1998, durante o governo de Fernando Henrique

Cardoso, o CPqD é uma das maiores instituições de pesquisa em telecomunicações do

mundo. Com mais de duzentas patentes depositadas, o órgão foi o responsável pelo

desenvolvimento de projetos de comunicação sem fio, dos telefones públicos operados por

fichas e cartões e da fibra óptica. Para isso, o CPqD contou desde sua origem, em 1975,

com o trabalho de professores e alunos do Instituto de Física da Unicamp, caso de Ildefonso.

As pesquisas desenvolvidas na Universidade e no Centro de Pesquisa resultaram na

formação do maior pólo de empresas de telecomunicações do Brasil.

Artigo – Fibra óptica e sua evolução

Desenvolvida há 34 anos para auxiliar a Medicina, transporta a luz como água em canos e

está revolucionando as telecomunicações. A luz caminha sempre em linha reta. Nisso

acreditavam os membros da Royal Society, a academia de ciências britânica, até 1870,

quando viram acontecer algo que lhes parecia impossível. De fato, naquele ano, em

Londres, o físico John Tyndall (1820-1893) mostrou a seus incrédulos colegas que a luz

podia fazer uma curva. Ele colocou uma lanterna dentro de um recipiente opaco cheio de

água, com um orifício num dos lados, pelo qual a água escorria. A luz acompanhava a

trajetória curva da água, como se tivesse sido dobrada. Na verdade, a luz se propaga em

ziguezague, saltando de um lado para o outro dentro do fio de água, numa série de

reflexões internas.


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A descoberta de Tyndall, entretanto, só começou a ter utilidade prática oito décadas mais

tarde, em 1952, graças às pesquisas do físico indiano Narinder Singh Kapany, então com 25

anos. Seus experimentos o levariam à invenção da fibra óptica, o revolucionário instrumento

de telecomunicações que talvez venha ainda a substituir os próprios circuitos eletrônicos

nos computadores. Kapany aprofundava seus estudos sobre o fenômeno da reflexão total

interna, para obter o PhD (doutorado) em Óptica na Universidade de Londres, onde era já

professor-assistente. Seu interesse pelo assunto começara ainda no colégio, quando

aprendeu a verdade convencional de que a luz só se propaga em linha reta. "Diziam que era

impossível enxergar alguém que dobrou a esquina", lembrou Kapany recentemente, numa

entrevista a SI, "mas nunca me conformei com isso."

Reflexão total, o tema de Kapany, é o fenômeno óptico que ocorre na fronteira de dois

meios transparentes, como ar e água, quando um raio de luz vindo de um meio com alto

índice de refração (que indica o quanto a luz é desviada de sua trajetória original), por

exemplo, a água, incide num meio com baixo índice de refração, como o ar. Se o ângulo de

incidência da luz for maior que um certo ângulo tido como limite, que é constante para cada

material, o raio se refletirá com o mesmo ângulo. Caso contrário, passará para o outro meio.

Kapany, que também trabalhara como projetista de lentes. Ele começou a estudar o

fenômeno em prismas, depois em cilindros de vidro transparente. O que ele buscava na

realidade era uma forma de aprisionar a luz.

Para isso, nas suas experiências, passou a empregar dois cilindros, um dentro do outro.

Depois trocou o cilindro externo por uma película de vidro. O físico percebeu que, se essa

película tivesse um índice de refração muito inferior ao do cilindro, funcionaria como um

espelho, concentrando toda a luz. O truque dá certo porque quanto maior a diferença entre

os índices de refração, menor o ângulo limite. Com um ângulo limite baixíssimo, toda a luz

que entrasse no cilindro seria refletida para praticamente todos os ângulos de incidência.

Dessa forma, Kapany engendrou sua armadilha para a luz. Uma vez dentro do cilindro, ela

só saía pela outra extremidade. Mesmo com tubos curvos, a luz fluía como água, realizando

milhares de reflexões sucessivas, sempre no mesmo ângulo. Para multiplicar os usos dos


23

tubos, bastava estreitar os canos de luz, de cerca de um palmo de diâmetro, às dimensões

de um fio de cabelo. Achar um material com as características do vidro e a maleabilidade de

fios de cobre não foi muito difícil: afinal, as fibras de vidro já eram conhecidas desde o

século XVIII e até então vinham sendo usadas como isolante térmico. Por isso, foram

suficientes algumas adaptações no processo de fabricação para conseguir os índices de

retração desejados. Assim, após três anos de pesquisas, em 1955, Kapany cunhou a

expressão fibra ótica - e patenteou a invenção.

Agrupadas em feixes, as fibras tornam-se um preciso transmissor de imagens - isto é,

absorvem a luz melhor que qualquer sistema óptico, como lentes ou prismas. No início,

Kapany pensou que seu uso ficaria restrito à Medicina, no aperfeiçoamento do endoscópio,

instrumento utilizado para observar o interior do corpo humano. Em 1966, porém, o físico

chinês Charles Kao, pesquisador dos Laboratórios Standard, de Harlow, Inglaterra, teve a

ideia de usar fibras ópticas para a transmissão de chamadas telefônicas. Ele mostrou que

cabos de fibras ópticas, embora muitíssimo menores que os cabos convencionais, têm uma

capacidade muito maior de transmissão de dados - também de telex, televisão, computador

etc. - a um custo muito menor. Além disso, como não conduzem eletricidade, ficariam

imunes a interferências elétricas exteriores. A luz que os cabos ópticos transmitem é gerada

normalmente por um diodo emissor de luz (led, em inglês) ou por um tubo de raios laser.

Revista Superinteressante – 1989

Tipos de fibras

As fibras ópticas podem ser basicamente de dois modos:

1. Monomodo:

a. Menor número de modos.

b. Dimensões menores que as fibras ID. Maior banda por ter menor dispersão.

2. Multimodo:


24

a. Permite o uso de fontes luminosas de baixa ocorrência tais como LEDs (mais

baratas).

b. Diâmetros grandes facilitam o acoplamento de fontes luminosas e requerem

pouca precisão nos conectores

Veja o “Anexo 1” na seção “Estudo Complementar” da sua sala de aula.


25

UNIDADE 5

Protocolos de Redes

Introdução

Mesmo com a interligação entre máquinas, nem todas necessariamente podem se

comunicar. Como podemos então, efetuar essa comunicação? O que os protocolos de redes

têm haver com isso? Essas e outras perguntas serão respondidas agora.

Protocolos

O final da década de 70 apresentava um panorama

curioso em termos de comunicação de dados em

redes de computadores: por um lado, uma

perspectiva de crescimento vertiginoso causado pelo

investimento e desenvolvimento aplicados, mas, por

outro lado uma tendência que poderia acarretar em

uma profunda crise no setor: a heterogeneidade de

padrões entre os fabricantes, praticamente

impossibilitando a interconexão entre sistemas de

fabricantes distintos, assim, os fabricantes começaram a perseguir alguns objetivos

necessários para a implementação de um sistema aberto:

Interoperabilidade: capacidade que os sistemas abertos possuem de troca de informações

entre eles, mesmo que sejam fornecidos por fabricantes diversos;

Interconectividade: é a maneira através da qual podemos conectar computadores de

fabricantes distintos;

Portabilidade da aplicação: é a capacidade de um software de rodar em várias plataformas

diferentes;


26

Escalabilidade: capacidade de um software rodar com uma performance aceitável em

computadores de capacidades diversas, desde computadores pessoais até

supercomputadores.

Mainframe Xerox – Fonte: www.ciasc.gov.br

Para se atingir estes objetivos, a ISO (International Organization for Standardization) passou

a se ocupar em criar um padrão de arquitetura aberta e baseada em camadas. Foi então

definido o Modelo de Referência para Interconexão de Sistemas Abertos (Reference Model

for Open Systems Interconection - RM OSI), que surgiu quase como uma evolução a partir

da ideia de padrão criada por Metcalf na experiência com a Xerox. Assim,

diversas empresas uniram-se para desenvolver o modelo ISO-OSI.

Até então, cada fabricante de hardware determinava de modo

independente, a tecnologia e o padrão de comunicação a ser utilizado. Isso gerava

problemas e inúmeras limitações, pois o cliente ficava restrito à tecnologia de um fabricante,

sem poder incorporar novas tecnologias e na maioria das vezes, impossibilitando a

interconexão entre sistemas de fabricantes distintos.

Sendo que, a utilização de um ambiente de sistema aberto nos oferece algumas vantagens

como:


27

Liberdade de escolha entre soluções de diversos

fabricantes,

Acesso mais rápido a novas tecnologias e a preços

mais acessíveis, já que é mais barato e rápido

fabricar produtos baseados em uma plataforma

padrão,

Redução de investimentos em novas máquinas, já

que os sistemas e os softwares de aplicação são

portáveis para os vários tipos de máquinas existentes.

O modelo ISO/OSI faz uma divisão muito clara das funcionalidades em camadas de um

sistema de comunicação. Ele é de grande auxílio para o entendimento das diversas

arquiteturas de comunicação:

Arquitetura de uma máquina do sistema

Hardware: provê a infraestrutura necessária (no nível mais baixo) para o

processamento da aplicação, como a manipulação de bits, acesso a disco, etc.


28

Sistema operacional: provê os serviços básicos de acesso a hardware, etc.

Gerenciamento de dados: cuida de tarefas como o acesso, manipulação e troca de

vários tipos de dados. Uma consistência nesta tarefa é um grande passo rumo à

portabilidade de aplicações. Existem várias formas de implementação de acesso a

bancos de dados, mas a mais comum e aceita pela indústria é a SQL (Structure Query

Language)

Linguagem: tem sido feitos esforços em relação à criação

de uma linguagem com independência da plataforma, de

forma a prover a portabilidade de código.

Interface com o usuário: um dos principais fatores de

portabilidade, já que provê a interface com o usuário da

aplicação. Cada vez mais estão sendo desenvolvidas

interfaces gráficas e orientadas a objetos baseadas em

janelas, ícones e menus.

Comunicação: a parte de comunicação é o objeto principal deste tema. Ela vai prover

a comunicação e interoperação entre máquinas e sistemas diferentes, cuidando de

características como padrões de interoperação, endereçamento, etc.

Aplicação: é a portabilidade permitida por aplicativos, independente de plataformas,

como aplicações de comunicação por Internet.

Veja o “Anexo 2” na seção “Estudo Complementar” da sua sala de aula;


29

Protocolos e padronizações:


30

UNIDADE 6

Modelo ISO - OSI

Introdução

O modelo OSI, então, se encaixa na

figura, como um conjunto de funções

que possibilitam que máquinas distintas

possam se comunicar e trocar

informações. Ele possui sete camadas,

onde cada camada é responsável por

uma determinada função específica.

Princípios das camadas

Os princípios utilizados para se chegar

a estas camadas são [Tanenbaum 94]:

Uma camada deve ser criada onde é

necessário um nível de abstração

diferente;

Cada camada deve desempenhar uma

função bem definida;

A função de cada camada deve ser definida tendo em vista a definição de protocolos

dentro do padrão internacional;

As fronteiras entre as camadas devem ser escolhidas de forma a minimizar o fluxo de

informações através das interfaces;


31

O número de camadas deve ser grande o suficiente para que não seja preciso agrupar

funções em uma mesma camada por necessidade, e pequeno o suficiente para que a

arquitetura fique manejável.

Cada camada é usuária dos serviços prestados pela camada imediatamente inferior e

presta serviços para a camada imediatamente superior. Esta troca de informações

entre as camadas adjacentes ocorre por meio da troca de primitivas de serviços nas

interfaces entre as camadas.

Apesar de o modelo OSI estar dividido em sete níveis, pode-se considerar

genericamente que as três camadas mais baixas cuidam dos aspectos relacionados à

transmissão propriamente dita e a camada de transporte lida com a comunicação fim a

fim, enquanto que as três camadas superiores se preocupam com os aspectos

relacionados à aplicação, já em nível de usuário.

A comunicação entre sistemas ocorre em camadas, ou seja, a camada de aplicação

do sistema A se comunica com a camada de aplicação do sistema B e assim por

diante até o nível físico, onde ocorre a comunicação física entre os sistemas.

Nome da

Camada Descrição Funcional Exemplos

Aplicação

Camada 7

A camada de aplicação destina-se aos

serviços de comunicação para aplicativos

Telnet, http, FTP,

navegadores WWW,

NFS, gateways,

SMTP (Eudora, CC:

mail), SNMP, X.400

mail, FTAM

Apresentação

Camada 6

Texto ASCII, textos formatos de dados,

EBCDIC, binário, BCD e JPEG. A criptografia

também é definida pela OSI como um serviço

da camada de apresentação.

JPEG, ASCII,

EBCDIC, TIFF, GIF,

PICT, criptografia,

MPEG, MIDI


32

Sessão

Camada 5

Iniciar, controlar e finalizar conversações.

Controle e o gerenciamento de múltiplas

mensagens bidirecionais de forma que a

aplicação possa ser notificada se apenas

algumas de uma série de mensagens foram

completadas. A camada de sessão cria meios

de se identificar que fluxos fazem parte da

mesma sessão e quais deles devem estar

completos antes de qualquer um ser

considerado finalizado.

RPC, SQL, NFS,

nomes NetBios,

AppleTalk ASP,

DECnet SCP

Transporte

Camada 4

A camada 4 inclui a opção de se escolher

protocolos que oferecem ou não a

recuperação de erros.

TCP, UDP, SPX

Rede

Camada 3

A camada de rede define um endereçamento

lógico de forma que qualquer destino possa

ser identificado.

IP, IPX, Apple

Enlace de

dados

Camada 2

Obtenção de dados por meio de um

determinado link ou meio. Os protocolos de

enlace de dados realizam a entrega por meio

de um link individual.

IEEE 802.3/802.2,

HDLC, Frame Relay,

PPP, FDDI, ATM,

IEEE 802.5/802.2

Física

Camada 1

Lida com características físicas de meio de

transmissão.

EIA/TIA-232, V.35,

EIA/TIA-449, V.24,

RJ45, Ethernet,

802.3, 802.5, FDDI,

NRZI, NRZ, B8ZS.


33

Etapa 1 – A camada física (camada 1) assegura a sincronização de bits e coloca o

padrão binário recebido em um buffer. Ela notifica a camada de enlace de dados que

um frame foi recebido após se decodificar o sinal recebido em uma sequência de bits.

Por isso, a camada 1 ofereceu uma sequência de bits através do meio.

Etapa 2 - A camada de enlace de dados examina a FCS (Frame Check Sequence,

sequência de verificação de frame) no trailer com o intuito de determinar se houveram

erros na transmissão (detecção de erros). Em caso positivo, o frame é descartado

(alguns protocolos de enlace de dados realizam a recuperação de erros; outros, não).

O (s) endereço (s) do enlace de dados é examinado de forma que o host B possa

decidir se quer ou não processar os dados. Se os dados estiverem endereçados para

o host B, os dados entre o header e o trailer da camada 2 são passados para o

software da camada 3. O enlace de dados passa os dados por meio de tal link.

Etapa 3 - Examina-se o endereço de destino da camada de rede (camada 3). Se ele

for do hoste B, o processamento continua (endereçamento lógico) e os dados depois

do header da camada 3 são passados para o software da camada de transporte

(camada 4). A camada 3 ofereceu à entrega fim a fim.

Etapa 4 – Se a recuperação de erros foi uma opção escolhida para camada de

transporte (camada 4), os contadores que identificam este dado são codificados no


34

header da camada 4 juntamente com informações do acknowledgement (recuperação

de erro). Depois da recuperação de erro e do reordenamento dos dados de entrada,

os dados são passados para a camada de sessão.

Etapa 5 – A camada de sessão (camada 5) pode ser usada para garantir que uma

série de mensagens esteja completa. Por exemplo, estes dados poderiam ser inócuos,

se as próximas 4 trocas não estiverem completas. O header da camada 5 poderia

incluir campos com o intuito de dizer que isto é um fluxo intermediário em uma cadeia,

e não um fluxo final. Depois que a camada de sessão assegurar que todos os fluxos

estejam completos, ela passa os dados do header da camada 5 para o software da

camada 6.

Etapa 6 – A camada de apresentação (camada 6) define e manipula os formatos de

dados. Por exemplo, se os dados são binários, em vez de caracteres, o header indica

o fato. O receptor não tenta converter os dados usando o conjunto de caracteres

ASCIL default do host B. Este tipo de header costuma ser incluído apenas para fluxos

de inicialização, e não para cada mensagem que está sendo transmitida (formatos de

dados). Depois dos formatos de dados serem convertidos, os dados (após o header

da camada 6) são passados para o software da camada de aplicação (camada 7).

Etapa 7 – A camada de aplicação (camada 7). Processa o header final e já pode

examinar os dados reais do usuário final. Este header significa a aceitação dos

parâmetros operacionais por parte dos aplicativos no host A e no host B. Os headers

são usados na sinalização dos valores para todos os parâmetros; por isso, o header

costuma ser enviado e recebido apenas no momento da inicialização da aplicação.

Por exemplo, para transferência de arquivos, o tamanho do arquivo a ser transferido e

os formatos do arquivo usados, seriam comunicados (parâmetros de aplicativo).

Serviços e Protocolos


35

É importante fazer uma distinção entre serviços e protocolos. Um serviço é um

conjunto de primitivas que uma camada oferece à camada superior adjacente, ou seja,

é uma interface entre duas camadas onde a inferior se comporta como provedora do

serviço e a superior a usuária do serviço. O serviço define as operações que a

camada está preparada para realizar em nome de seus usuários, mas não diz nada a

respeito do modo como isso deve ser implementado.

Já um protocolo é um conjunto de regras que governa o formato e significado dos

quadros, pacotes ou mensagens trocados entre entidades parceiras dentro de uma

mesma camada. Os protocolos são utilizados para implementar os serviços, não

sendo diretamente visíveis aos usuários, ou seja, o protocolo utilizado pode ser

modificado, desde que o serviço oferecido ao usuário permaneça o mesmo.

Links do texto:

http://www.museudocomputador.com.br/1970dc_1980dc.php

http://www.iso.org

Veja também:

http://www.museudocomputador.com.br/1980dc_1990dc.php


36

UNIDADE 7

Equipamentos Utilizados nas Redes Internas

Mesmo com os padrões de comunicação, somente com eles não conseguimos montar uma

rede. Então o que falta? Como os equipamentos em redes podem nos ajudar? Para que

serve cada tipo de coisa? Que tal aprofundarmos um pouco mais no assunto e

compreendermos como os equipamentos utilizados nas redes internas podem auxiliar-nos

nessa tarefa?

Repetidores

Como vimos anteriormente, são equipamentos baratos para extensão de distâncias físicas

em circuitos ponto a ponto. Provê isolação elétrica entre as partes da rede. Possuem pouca

inteligência, sendo comumente usados como regeneradores (proteção contra atenuação do

sinal sem afetar sua qualidade), mas possuem valor por manter toda a integridade dos dados

que passam por eles. Um ponto contra é a possibilidade de congestionamento da rede pelo

overhead que eles incluem por causa da repetição. Usam apenas a camada física do modelo

OSI.

Todas as mídias de transmissão atenuam ondas eletromagnéticas que passam através

dessas mídias. Consequentemente, a atenuação limita a distância que os dados podem

trafegar na mídia. Adicionando um dispositivo que amplifica o sinal, podemos permitir que os

dados, que trafegam na mídia, atinjam uma distância maior.

Também, podemos aumentar o tamanho da rede. Para exemplificar, se conectarmos

computadores separados por uma distância maior que 100 metros (328 pés), utilizando um

cabo 10BaseT Ethernet, precisaríamos de um dispositivo que amplificasse o sinal para nos


37

assegurarmos que os dados da transmissão chegariam de um ponto ao outro. Este

dispositivo que amplifica o sinal é chamado de repetidor

Os repetidores não convertem nem filtram nada. Para que um repetidor funcione, os dois

segmentos que o repetidor une precisam ter o mesmo método de acesso.

Drivers de linha / Modems de distância limitada

Modems de distância limitada (LDM, do inglês) são usados para estender a distância entre

os circuitos físicos. Os LDMs proveem modulação e demodulação, como qualquer modem,

mas sob a forma de um repetidor.

Unidade de serviço de canal (CSU) / Unidade de serviço de dados (DSU)

Os termos Channel Service Unit e Data Service Unit são sempre confundidos. Os dois

equipamentos têm funções distintas, mas a funcionalidade de ambos pode ser achada em

uma caixa, chamada Digital Data Set (DDS). O DSU é um equipamento a baixas velocidades

que provê formatação de sinal e translação de protocolo. Atua também como ponto de

terminação de circuitos digitais. O CSU é um equipamento a altas taxas que também pode

ser usado para baixas velocidades. O CSU termina circuitos digitais como o DSU, mas

possui funções a mais, como filtragem, equalização de linha, condicionamento de linha,

regeneração de sinal, capacidade de testes de circuito e conversão de protocolo de controle

de erro (por exemplo, B8ZS). Alguns CSUs/DSUs monitoram e testam, outros conseguem


38

monitorar e testar Extended Super Frame (ESF) e outros têm a capacidade de multiplexar

tráfego de múltiplas portas de entrada para um único circuito ponto a ponto ou multidrop.

Hubs de LAN inteligentes

São produtos resultantes da evolução das LANs em barramento para as em estrela. Existem

três gerações. Os equipamentos da primeira apareceram em 1984 e eram simples

repetidores para LANs de única conectividade ( ethernet ). Era ponto de concentração da

LAN, suportando um único barramento no qual se encontravam múltiplas portas ou várias

LANs na mesma arquitetura. Essa função era similar à combinação de painel de conexão e

repetidor. Os da segunda, têm a mesma arquitetura de barramento dos anteriores, mas lidam

com diferentes arquiteturas de LAN, nas diferentes portas, como ethernet, token ring, FDDI.

E mais: algumas ferramentas de gerenciamento local e remoto da rede; programação da

configuração.

Hubs da terceira geração possuem vários barramento para conexão, similar à segunda

geração, e também bridgind e funções rudimentares de roteamento. Existem barramentos

que comportam de token ring (4 Mbps) a fast packet síncrono de 800 Mbps. Possuem

ferramentas de gerenciamento de rede adicionais e são chamados às vezes de smart hubs.

Muitos suportam SNMP (Simple Network Management Protocol) e outros novos padrões em

desenvolvimento.

É importante notar que hubs usam as camadas física, de enlace e parte da de rede do

modelo OSI.

Bridges (ligadores em ponte)

Proveem conexão entre LANs de mesma arquitetura, formando uma das mais simples

conexões entre LAN e WAN. Um bridge usa mínima quantidade de processamento. Assim, é

mais barato ligar LANs usando os mesmos protocolos das camadas físicas e de rede. Essas

LANs podem cruzar uma sala ou o país. Bridges podem também conectar equipamentos que

usam apenas as camadas física e de enlace a equipamentos que usam o conjunto de

protocolos de nível superior IEEE 802.X, incluindo FDDI. Como bridges são transparentes a


39

protocolos, eles não proveem controle de fluxo nem reconhecem protocolos de níveis

superiores, apenas as duas primeiras camadas do modelo OSI.

Bridges operam na camada de controle de acesso ao meio (MAC, Media Access Control) da

camada 2 do modelo OSI (enlace de dados). Suportam ligação em nível das camadas físicas

e de enlace, mas não possuem funcionalidades de endereçamento e comutação. Bridges

simplesmente passam tráfego de um segmento da rede a outro, baseado no endereço de

destino contido no pacote sendo passado. Podem armazenar e transmitir posteriormente

pacotes, mas não agem como comutadores. Além disso, podem reconhecer um esquema

fixo de tabela de roteamento ou aprender dinamicamente um esquema de roteamento.

Outra capacidade das bridges é a habilidade de filtrar dados. O maior ponto contra é que não

podem enviar dados, operando na máxima taxa de filtragem.

As bridges funcionando em uma rede desconhecem a mesma. Não enxergam os

equipamentos, a menos os anexados a sua estrutura lógica de caminho.

Existem 4 tipos principais: transparente, tradutor, encapsulador e roteador de fonte (source

routing) :

Modo transparente: bridges de ambas as pontas de uma transmissão suportam os mesmos

protocolos de meio físico e camada de enlace (camada MAC) do conjunto IEEE 802. X (ou

possivelmente FDDI), mas as taxas de transmissão podem variar. Do ponto de vista do nó da

rede, os equipamentos não participam da determinação da rota ou do processo de seleção.

Os protocolos das camadas altas (acima da terceira) precisam ser os mesmos ou

compatíveis para todas as aplicações conectadas.

Modo tradutor: os bridges de ambas as pontas de uma transmissão podem usar diferentes

protocolos de meio físico e camada de enlace (camada MAC). Estes equipamentos traduzem

(manipulam a estrutura de quadro associada a cada tipo de meio) de um formato para outro.

Os protocolos das camadas altas ainda precisam ser compatíveis. Bridges tradutoras não

proveem serviços de segmentação. Portanto, o tamanho dos quadros de cada LAN deve ser

configurado para o mesmo comprimento suportado.


40

Um tipo de bridge, o MAC bridge, pode ser usado como um método barato de conexão entre

LANs ethernet e token ring sem o uso de roteadores, gateways ou hubs inteligentes. Estes

equipamentos convertem os pacotes de um formato para o outro, bem como proveem a

passagem e filtragem de pacotes. É necessário que as duas arquiteturas LAN possuam os

mesmos grupos de protocolos das camadas altas.

Modo de encapsulamento: Bridges de ambas as pontas de uma transmissão precisam usar

os mesmos protocolos de camadas físicas e de enlace (nível MAC), mas a rede de

transmissão entre bridges pode possuir similar ou diferente tipo de meio físico e protocolo de

nível MAC. Esses equipamentos permitem interconexão/extensão de redes pelo

encapsulamento dos quadros recebidos (em envelopes específicos do meio físico em

questão) e envio destes a outra bridge para entrega ao destino. Isto é comum quando

múltiplas ethernets são servidas por um backbone token ring ou FDDI. O backbone serve

como protocolo WAN.

Modo roteador de fonte (source routing): para interconexão de, pelo menos, três LANs, onde

a do meio é somente para trânsito.

Bridges não devem ser usadas em projetos de rede com suporte a multiprotocolos, redes

dinâmicas que requerem frequentes mudanças ou grandes redes com mais de 50 nós. Para

tais casos, maiores vantagens serão obtidas com o uso de roteadores.

As bridges (pontes) podem reduzir o congestionamento ao permitir múltiplas conversações

simultâneas em segmentos diferentes, mas elas também têm seus limites na segmentação

do tráfego.

Uma característica importante das bridges (pontes) é que elas encaminham endereços

broadcast da Ethernet para todos os segmentos conectados. Isso é necessário, já que os

endereços broadcast são endereçados para todos os nós da rede. O problema é que as

redes em ponte podem se tornar muito grandes. Quando um grande número de estações

transmite em broadcast numa rede em ponte, o congestionamento pode ser imenso.


41

UNIDADE 8

Roteadores

Os roteadores são componentes avançados de rede que podem dividir uma rede em duas

redes lógicas independentes. Os endereços broadcast da Ethernet cruzam as pontes em

busca de cada nó da rede, mas não atravessam os roteadores, porque estes criam uma

barreira lógica para a rede. Os roteadores operam com protocolos independentes da

tecnologia específica da rede, como Ethernet ou token ring.

Isso permite que os roteadores interconectem várias tecnologias de rede (local ou de longa

distância) e foi um dos componentes que facilitaram a conexão de vários dispositivos em

várias partes do mundo para formar a Internet.

Roteadores - funcionamento

Possuem muito mais inteligência que bridges. Provêem interconectividade entre

equipamentos, semelhantes ou não, de LANs ou WANs, bem como a ligação de LANs com

MANs. Roteadores multiprotocolo dão suporte para múltiplos protocolos simultaneamente.

Roteadores são protocol sensitive (baseados em protocolo) e podem

ligar (bridge) ou rotear uma grande quantidade de protocolos de camada

de rede ou superiores. Assim, suportam uma enorme variedade de

protocolos de rede e esquemas de endereçamento. Eles entendem a

rede inteira e roteiam baseados em muitos fatores para determinação do melhor caminho.

Usam as camadas físicas, de enlace e de rede do modelo OSI para prover endereçamento e

comutação. Roteiam pacotes de nó a nó, baseados em informações de protocolo de pacote

definido (packet-defined protocol information) e fatores como rota de menor custo, atraso

mínimo, distância mínima e condições de menor congestionamento.


42

Os usuários devem ter a mesma pilha de protocolos até o nível 3. Acima, os protocolos

podem ser iguais. As aplicações nas pontas da transmissão não precisam suportar o mesmo

protocolo LAN do conjunto IEEE 802. X ou os protocolos até a camada OSI 3, mas precisam

ter o mesmo protocolo da quarta à sétima camada OSI (ou, pelo menos, a inteligência na

ponta para prover a funcionalidade gateway se necessária).

Os roteadores utilizam seu próprio conjunto de protocolos de interconexão. Pelo uso de

tabelas e protocolos de roteamento (como o OSPF, Open Shortest Path First ), os roteadores

retém inteligência artificial, chamada “aprendizagem dinâmica”, de toda a rede. Podem

descobrir mudanças na topologia e rerrotear, com base nas tabelas dinâmicas de

roteamento. Suportam grandes esquemas de endereçamento e grandes pacotes. A

velocidade do barramento interno pode chegar a 1 Gbit/s. Uma grande vantagem é o fato dos

roteadores terem habilidade de realizar essas funções via software , o que permite revisões

futuras e upgrade mais fáceis.

Roteadores possuem um nível de controle de congestionamento não existente em bridges,

que permite rerroteamento dinâmico de tráfego para caminhos menos congestionados.

Eliminam o perigo de tempestades de transmissão (broadcast storm danger) pela

segmentação da rede. Portanto, a rede pode ser construída com um esquema hierárquico de

endereçamento e operadas com tabelas de roteamento inteligentes.

Os roteadores proveem tradução de protocolo entre usuários na camada de enlace de dados

(OSI 2), enquanto bridges apenas passam informação.

Roteadores que usam esquemas de roteamento IP podem resolver problemas de

fragmentação de pacotes, causados por tecnologias como X. 25 e FDDI. A fragmentação

sempre ocorre quando são usados dois protocolos com diferentes tamanhos de pacotes.

Também conseguem traduzir entre camadas MAC. Podem ser isolados quando ocorre um

problema na rede, diferente de bridges.


43

Como desvantagem, os algoritmos de roteamento levam a um overhead maior que em

bridges por causa da inteligência adicional, necessária aos protocolos de roteamento, e das

técnicas de controle de congestionamento implementadas.

Funcionalidade Bridge Roteador

Fontes de dados Uma fonte e um destino Múltiplas fontes e destinos

Endereçamento Não Sim

Manuseio de pacotes Transparente à passagem de

pacotes Interpreta os pacotes

Envio de pacotes Passa à frente Destino específico

Inteligência global de rede Nenhuma Sabe o status de todos os

equipamentos

Esquemas de prioridade Não Sim

Segurança Baseada em isolação Baseada em protocolo de

roteamento

http://www.networkexperts.com.br/index.php/tutoriais/8-cisco/15-como-configurar-

roteamento-multicast-roteadores-cisco.html


44

Brouter ( bridge + router )

Possui características de ambos os equipamentos, ligando alguns protocolos e roteando

outros. O roteamento é simplificado, baseando-se no endereço do MAC. Utiliza as 3

primeiras camadas do modelo OSI.

Gateways

Proveem toda a interconectividade dos roteadores e bridges,

mais conectividade e conversão entre as sete camadas do

modelo OSI, bem como entre outros protocolos proprietários.

São sempre específicos por aplicação e, por causa das

complexas conversões de protocolos, são mais lentos que

roteadores e bridges. Algumas aplicações usam esquemas de

prioridade não consistente entre as camadas OSI e estruturas

de protocolos proprietários.

A principal funcionalidade dos gateways é a tradução de

protocolos para arquiteturas como SNA, DECnet, Internet TCP/IP, OSI. Eles também

traduzem para diferentes arquiteturas LAN, como de ethernet para token ring e vice-versa.

Em uma ligação entre dois usuários via gateway, ambos podem possuir diferentes pilhas de

protocolos em qualquer dos sete níveis de protocolos OSI e não-OSI.

Existem três grandes desvantagens: baixo throughput em condições

de pico de tráfego, manuseio de prioridade user-to-gateway e

características de armazenagem e transmissão (como bridges ).

Durante períodos de pico de tráfego, um gateway pode se tornar um

ponto de congestionamento da rede, tendo que passar a maior parte

de seu tempo na tradução entre os vários conjuntos de protocolos.


45

Gateways são sempre equipamentos store and forward (armazenagem e transmissão),

passando apenas a informação requisitada pelo nó de destino. Apesar dos pontos contra, há

uma necessidade crescente por essa funcionalidade.

http://www.networkexperts.com.br/index.php/tutoriais/8-cisco/5-recuperacao-de-senha-em-

roteadores-cisco.html

Critérios de seleção de equipamento

Ordem crescente dos equipamentos por complexidade:

Repetidor < Bridge < Brouter < Roteador < Gateway

Um equipamento realiza funções específicas e mais todas as funções listadas à esquerda.

Necessidade Equipamento

Somente extensão de LAN similar Repetidor

Transmissão em mais alta velocidade Bridge

Menos overhead Bridge

Fácil instalação Bridge

Baixa manutenção operacional Bridge

Pequena rede centralizada com muitos links ponto a ponto Bridge

Todos os equipamentos usam a mesma estrutura de protocolo Bridge


46

Conexão de LANs similares Bridge

Topologia simples Bridge

Conexões a duas portas Bridge

Restrições especializadas de roteamento Brouter

Escolhas de roteamento baseadas em menor custo Roteador

Necessidade Equipamento

Fácil upgrade para protocolos adicionais Roteador

Grande rede, grande número de usuários Roteador

Congestionamento, fluxo de controle exigido Roteador

Topologias complexas e complicadas Roteador

Projetos de LANs hierárquicas Roteador

Alta probabilidade de rajada de dados Roteador

Processamento packet per second de alta velocidade Roteador

Baixa perda de dados durante controle de fluxo Roteador

Adaptação à constante troca de tecnologia Roteador

Compatibilidade com serviços comutados Roteador

Esquema universal de endereçamento Roteador

Roteamento para rota alternativa para desvio de links com falha Roteador

Segmentação requerida para vários tamanhos de pacote Roteador


47

Múltiplas implementações da camada MAC Roteador

Emprego de diferentes esquemas de endereçamento Roteador

Necessidade de vários caminhos alternativos Roteador

Usuários descentralizados requerendo tradução de múltiplos protocolos de

nível superior Roteador

Assim, após a definição do hardware a ser utilizado é iniciado, o projeto de cabeamento

estruturado.


48

UNIDADE 9

MODEMS

Os modems são os transmissores de sinais, tanto da internet quanto de outros meios de

comunicação de dados que exija um aparelho de reprodução e autentificação dos mesmos,

para entendermos um pouco mais desse tipo de dimensionamento acompanhemos esta

unidade:

Funcionamento dos modens

Os sinais digitais podem ser estudados fazendo-se a aproximação por um sinal quadrado

Quando analisamos tal sinal segundo as propriedades de Fourier vemos que eles se

decompõem numa série de sinais senoidais de frequências diferentes os quais são múltiplos

de um sinal fundamental.

Se aplicarmos tais sinais diretamente sobre uma linha telefônica haverá diferente resposta de

atenuação relativo as diferentes frequências harmônicas que compõe o sinal. O resultado

destas diferentes respostas da linha de transmissão se traduz em distorção do sinal digital

transmitido. Assim o sinal recuperado no final da linha terá pouca condição de reproduzir a

informação nele contida, uma vez que a alteração em seu formato irá gerar erros de

interpretação nos mecanismos triggers que identificam os valores 0 e 1 do sinal digital.Esta

distorção aumenta a mediada que a largura de faixa da linha de transmissão é reduzida.

Este comportamento torna bastante complexo a transmissão de sinais digitais em linhas

analógicas.

Para resolver este problema são utilizados modems.


49

O nome modem vem da sigla mo dulador / dem odulador . O modem executa a

transformação do sinal através de modulação , no caso de modems analógicos ou

codificação no caso de modems digitais.

Características de especificação dos Modems

Tipo de Modulação - Os modems se classificam quanto ao tipo de modulação em

Analógicos e Digitais (ou banda base).

Ritmo de transmissão - Os modems podem ser síncronos ou assíncronos

Meio de transmissão – Pode ser dedicado (leased line) ou discado( dial up)

Taxa de transmissão – representa a máxima taxa bits/s que pode ser transmitida

pelo modem.

Taxa de Sinalização – representa o número de vezes em que a linha de

comunicação é sinalizada. A taxa de sinalização é igual ou inferior à taxa de

transmissão. A taxa de sinalização é normalmente representada em bauds.

Modo de operação – Half duplex (transmissão nos dois sentidos sem

simultaneidade), Full duplex ( transmissão nos dois sentidos simultânea) .

Número de fios – 2W (utiliza dois fios para transmissão e recepção) , 4W (utilizada

quatro fios para transmissão e recepção).

Frequência de Portadora Hz - Representa a frequência do sinal que será modulado

pelo Modem, e transportará a informação pela rede.

Modems Analógicos

Os modems analógicos convertem o sinal digital em sinal analógico. A este processo dá-se o

nome de modulação.


50

Os principais tipos de modulação são:

Técnicas de Modulação

Nestas técnicas a modulação ocorre baseada no valor de um único bit do sinal digital.

1. Modulação FSK (Frequency Shift Keying)

Na Modulação FSK - modulação por chaveamento de frequência, uma são

transmitidas pela linha dois frequência de um sinal analógico os quais são chaveados

conforme o valor do sinal digital. Assim, quando temos o bit 0 utilizamos a freqüência

A e quando temos o bit 1 utilizamos a freqüência B.

Na prática as frequências A e B são 1300 Hz e 2100 Hz para um modem que opere

com taxa de transmissão de 1200 bps.

Como podemos ver as frequências utilizadas são inferiores a 4Khz o que permite sua

perfeita propagação nas redes projetadas para o tráfego do serviço telefônico.

Esta técnica de modulação permite a implementação de modems de baixo custo e

baixa complexidade tecnológica.

2. Modulação PSK (Phase Shift Keying)

Na modulação PSK, modulação por chaveamento de fase, ao invés de termos duas

frequências distintas chaveadas com base no sinal digital temos uma única portadora

de frequência fixa, porém com fase variável. Assim para um sinal digital de valor 0

temos fase=0 e para um sinal digital de valo r 1 temos fase=180 graus.

3. Modulação DPSK (Differential Phase Shift Keying)

A Modulação DPSK, desvio diferencial de fase, atua como uma variação da PSK.

Neste caso a variação de fase ocorre apenas nos bits de valor zero e não ocorre nos

bits de valor 1.


51

Técnicas Multinível – DIBIT,TRIBIT

Nesta técnica o modulador analisa mais que 1 bit para tomar a decisão de alteração do sinal

analógico.

Modems Digitais

Quando se fala em modem digital é importante esclarecer que o conceito de modulação

neste caso é seriamente afetado. Os modems digitais na verdade não modulam um sinal

como no caso dos modems analógicos. O que realmente ocorre é a codificação de um sinal

digital de modo que o mesmo possa ser transmitido em uma linha física.

Estes modems são também conhecidos como modems Banda Base. A utilização de modems

banda base implica em um meio de transmissão de curta distância (apenas alguns

kilômetros) com boas características e sem a utilização de pupinização ou repetidores de

frequência de voz.

A grande vantagem deste tipo de modem está no menor custo uma vez que os circuitos

apenas recodificam o sinal binário digital sem realizar a conversão digital – analógico - digital.

Os principais métodos de codificação utilizados são:

Comprimento máximo do trecho para modems Digitais

O cálculo detalhado do alcance máximo do sinal de um modem digital em uma linha de

transmissão deve ser considerado os seguintes fatores:

Tipo de modulação

Frequência de portadora

Nível de transmissão e recepção

Características da linha (resistência distribuída, capacitância distribuída e indutância

distribuída)


52

Bitola da linha

Taxa de erro máximo aceita pelo projeto

Taxa de Sinalização

Taxa de transmissão

De modo geral para simples referência podemos considerar os seguintes alcances:

Taxa de transmissão Distância Km

1200 bps 29

2400 bps 17,5

4800 bps 13,2

9600 bps 8,8

19200 bps 6,1

As taxas acima consideram a taxa de erro máxima como uma parte por milhão.


53

UNIDADE 10

Cabeamento Estruturado

Atualmente as redes de dados internas mais populares utilizam a arquitetura Ethernet

usando cabo par trançado sem blindagem (UTP). Nessa arquitetura, há a necessidade de um

dispositivo concentrador, tipicamente um hub, para fazer a conexão entre os computadores.

Em redes pequenas, o cabeamento não é um ponto que atrapalhe o dia-a-dia da empresa, já

que apenas um ou dois hubs são necessários para interligar todos os micros. Entretanto, em

redes médias e grandes a quantidade de cabos e o gerenciamento dessas conexões podem

atrapalhar o dia a dia da empresa. A simples conexão de um novo micro na rede pode

significar horas e horas de trabalho (passando cabos e tentando achar uma porta livre em um

hub).

Cabeamento Estruturado - Aplicações

A ideia básica do cabeamento estruturado fornece ao ambiente de trabalho um sistema de

cabeamento que facilite a instalação e remoção de equipamentos, sem muita perda de

tempo. Dessa forma, o sistema mais simples de cabeamento estruturado é aquele que provê

tomadas RJ-45 para os micros da rede em vez de conectarem o hub diretamente aos micros.

Podendo haver vários pontos de rede já preparados para receber novas maquinas. Assim, ao

trocar um micro de lugar ou na instalação de um novo micro, não haverá a necessidade de

se fazer o cabeamento do micro até o hub; este cabeamento já estará feito.

A ideia do cabeamento estruturado vai muito alem disso. Além do uso

de tomadas, o sistema de cabeamento estruturado utiliza um

concentrador de cabos chamado Patch Panel (Painel de Conexões).

Em vez de os cabos que vêm das tomadas conectarem-se diretamente


54

ao hub, eles são conectados ao patch panel. Dessa forma, o patch panel funciona como um

grande concentrador de tomadas

O patch panel é um sistema passivo, ele não possui nenhum circuito eletrônico. Trata-se

somente de um painel contendo conectores. Esse painel é construído com um tamanho

padrão, de forma que ele possa ser instalado em um rack.

O uso do patch panel facilita enormemente a manutenção de redes médias e grandes. Por

exemplo, se for necessário trocar dispositivos, adicionar novos dispositivos (hubs e switches,

por exemplo) alterar a configuração de cabos, etc., basta trocar a conexão dos dispositivos

no patch panel, sem a necessidade de alterar os cabos que vão até os micros. Em redes

grandes é comum haver mais de um local contendo patch panel. Assim, as portas dos patch

panels não conectam somente os micros da rede, mas também fazem a ligação entre patch

panels.

Para uma melhor organização das portas no patch panel, este possui uma pequena área

para poder rotular cada porta, isto é, colocar uma etiqueta informando onde a porta esta

fisicamente instalada.

Dessa forma, a essência do cabeamento estruturado é o projeto do cabeamento da rede. O

cabeamento deve ser projetado sempre pensado na futura expansão da rede e na facilitação

de manutenção. Devemos lembrar sempre que, ao contrário de micros e de programas que

se tornam obsoletos com certa facilidade, o cabeamento de rede não é algo que fica obsoleto

com o passar dos anos. Com isso, na maioria das vezes, vale à pena investir em montar um

sistema de cabeamento estruturado.

O projeto de rede é composto basicamente pela definição do Hardware e do Cabeamento

Estruturado.


55

Normas e Sistemas

Atualmente o cabeamento estruturado baseia-se em normas internacionais, que direcionam

os fabricantes para certo conjunto de soluções próximas, evitando as constantes alterações

de produtos, bem como evitam sistemas "proprietários", onde um só fabricante é detentor da

tecnologia.

No Brasil a norma americana EIA/TIA-568, é a mais usada e a nível internacional temos a

ISO/OSI e na Europa grande parte dos fabricantes utiliza o sistema IBCS. As variações que

existem entre uma e outra se deve mais às categorizações e conceitos, porém, tecnicamente

se assemelham e vão, no sentido de uma arquitetura aberta, independente de protocolo.

Desta forma as novas tendências se desenvolvem já considerando este cabeamento, como é

o caso do 100BaseT, do ATM e outros.

Justamente devido às altas frequências em que o cabeamento deve operar, as condições

físicas da instalação do cabeamento atingiram um alto grau de especialidade, que exige um

projeto detalhado e com alto grau de planejamento. Em uma instalação com cabeamento

estruturado não se utiliza, por exemplo, ligar diretamente um PC ao HUB. O que a norma

prescreve é deixar preparado um cabeamento entre o patch panel (Figura 3), e uma tomada

RJ 45 (Figura 2). Na tomada RJ 45 pode-se ligar, ou não, um micro naquele ponto ou um

telefone, ou um sensor, ou um vídeo, ou um CFTV e etc. Por sua vez no patch panel é

conectado o equipamento ativo (HUB, Switch, central telefônica, CLP, head-end, etc.). O

sistema de cabeamento, portanto deve ser aberto e independente. Isto barateia e dá

agilidade a todo o sistema, concentrando diversas redes em uma só.


56

Furukawa - Patch Panel 24 e 48 Posições CAT 6

Sistemas de Cabeamento Estruturado para tráfego de voz, dados e imagens, segundo requisitos da norma ANSI/TIA/EIA-568-B.2-1 Categoria 6, uso interno, para cabeamento horizontal ou secundário, em salas de telecomunicações (cross-connect) na função de distribuição de serviços em sistemas horizontais e em sistemas que requeiram grande margem de segurança sobre as especificações normalizadas para garantia de suporte às aplicações como GigaBit Ethernet 1000 Mbps (em modo half ou full-duplex).

“Instalação direta em racks padrão 19”.

Atende FCC part 68.5 (EMI - Indução Eletromagnética).

Furukawa - Patch Panel GigaLan CAT 5e

Sistemas de Cabeamento Estruturado para tráfego de voz, dados e imagens, segundo requisitos da norma ANSI/TIA/EIA-568B.2 (Balanced Twisted Pair Cabling Components), para cabeamento horizontal ou secundário, em salas de telecomunicações (cross-connect) na função de distribuição de serviços em sistemas horizontais e em sistemas que requeiram margem de segurança sobre especificações normalizadas para a Categoria 5e, provendo suporte às aplicações como GigaBit Ethernet (1000 Mbps).

Fornecido com ícones de identificação (ícones na cor azul e ícones na cor vermelha) e velcros para organização.

Furukawa - P. Panel 16 Posições Categoria 5 Enhanced Blindado

Sistemas de Cabeamento Estruturado blindado, uso interno, para cabeamento horizontal ou secundário, em salas de telecomunicações (cross-connect) na função de distribuição de serviços em sistemas horizontais. Indicado para sistemas horizontais que exijam robustez, confiabilidade e proteção extra contra ingresso e egresso de EMI (indução eletromagnética) e RFI (interferência por rádio frequência) tais como, escritórios com altas fontes de ruído e interferência, pisos de fábrica, etc.

http://www.alfanipo.com.br/produtos.asp?cat=10


57

Antes de dar continuidades aos seus estudos é fundamental que você acesse sua

SALA DE AULA e faça a Atividade 1 no “link” ATIVIDADES.


58

UNIDADE 11

Topologias

Uma topologia refere-se ao "layout físico" e ao meio de conexão dos dispositivos na rede, ou

seja, como estes estão conectados. Os pontos no meio onde são conectados recebem a

denominação de nós, sendo que estes nós sempre estão associados a um endereço, para

que possam ser reconhecidos pela rede.

Principais topologias:

Barramento - cada nó é ligado em "série" (um nó é conectado atrás do outro) em um mesmo

backbone. Cada extremidade de uma rede de barramento deve ser terminada por um resistor

para evitar que o sinal enviado por um nó através da rede volte quando chegar ao fim do

cabo.

fonte: www.howstuffworks.com

Anel - como uma rede de barramento, os anéis também têm nós ligados em série. A

diferença é que a extremidade da rede volta para o primeiro nó e cria um circuito completo.

Em uma rede em anel, cada nó tem sua vez para enviar e receber informações através de


59

um token (ficha). O token, junto com quaisquer informações, é enviado do primeiro para o

segundo nó, que extrai as informações endereçadas a ele e adiciona quaisquer informações

que deseja enviar. Depois, o segundo nó passa o token e as informações para o terceiro nó e

assim por diante, até chegar novamente ao primeiro nó. Somente o nó com o token pode

enviar informações. Todos os outros nós devem esperar o token chegar.


Estrela - em uma rede em estrela, cada nó se conecta a um dispositivo central chamado hub.

O hub obtém um sinal que vem de qualquer nó e o passa adiante para todos os outros nós

da rede. Um hub não faz nenhum tipo de roteamento ou filtragem de dados. Ele

simplesmente une os diferentes nós.



60

Padrões empregados nas topologias

Rede ethernet

Os três principais tipos de conexão das redes ethernet são cabo coaxial fino, cabo coaxial

grosso e fios de pares trançados sem blindagem.

O Cabeamento Ethernet se baseia principalmente no conceito de cabo tronco. Um segmento

de tronco é um pedaço de cabo com um terminador em cada extremidade. Dentro de cada

terminador, um resistor faz o casamento de impedância evitando reflexões de sinais no cabo

tronco.

Os segmentos de tronco são ligados por dispositivos denominados repetidores. Um repetidor

reproduz os sinais para que eles recuperem a força perdida através da atenuação do cabo,

mas o esquema de compartilhamento de cabo CSMA ( carrier-sense multiple access ) limita

o número de repetidores permitidos em um sistema de cabeamento de rede.

Em geral, você pode ter quatro repetidores em um sistema Ethernet que liga cinco

segmentos de troncos, mas apenas três deles podem ter conexão com nós. Dois desses

troncos não tem conexão com nós e servem apenas para estender a rede entre os outros

segmentos em que há conexão.

O comitê IEEE 802.3 designa cada estilo de arquitetura de acordo com a velocidade de

sinalização, o tipo de sinalização e o comprimento máximo do cabo (em metros) de um

segmento tronco. Este é um exemplo da forma como o sistema de designação IEEE 802.3

funciona:

O cabo coaxial grosso utiliza uma velocidade de sinalização de 10 megabits/s e sinalização

de banda - base e o padrão permite um máximo de 500 metros de cabo em um segmento de

tronco. Um sistema que obedece a esses padrões é designado com 10 Base 5.

O cabo coaxial fino, também conhecido como Cheapernet ou Ethernet finos, tem

característica elétrica de nível mais baixo. Por isso, o padrão IEEE limita os sistemas

Ethernet finos a um comprimento de segmento de tronco de 185 metros, o que é bem


61

próximo de 200 metros, daí sua designação com 10 Base 2. O s cabos Ethernet com pares

de fios trançados sem blindagem (UTP) constituem um padrão especial conhecido como 10

Base T (trançado). O termo 10 Base F se refere a cabos de fibra óptica. Um padrão genérico

para sinalização de 100 megabits em um distancia a ser determinada é conhecido como 10

Base-X.

No entanto, a designação do IEEE não especifica a organização física dos cabos, ou o que

chamamos de topologia física. Os sistemas 10 Base-2 e 10 Base-5 utilizam uma

configuração de barramento linear, o que significa que os nós se conectam ao cabo, que

prossegue em uma trajetória linear. Essa organização é mais econômica em termos do

volume de cabo necessário, mas uma interrupção no cabo ou uma conexão inadequada em

qualquer ponto desativará toda a rede.

O sistema 10 Base T utiliza uma organização de fios em estrela que é mais confiável e

também mais cara devido aos custos com hardware e cabos adicionais. Além disso, o

padrão 10 Base –T não se baseia em terminadores externos. Os hubs de fiação podem

conter conectores para cada esquema de fiação Ethernet, permitindo que você combine as

topologias, a fim de atender as necessidades especiais.

Token-Ring

O sistema token-ring IEEE 802.5 também utiliza um hub de fiação como núcleo do esquema

de cabos. A arquitetura token-ring foi originalmente projetada para operar com cabos de

pares de fios trançados blindados, mas os gerentes e projetistas de rede

local rapidamente exigiram conexões UTP. A IBM passou a produzir um

dispositivo que a empresa chama de filtro de meios físicos que liga o

conector STP da placa de interface de rede aos cabos UTP.

Se você tiver uma placa token-ring de 4 megabits por segundo, poderá utilizar cabos UTP da

categoria 3,mas esta configuração não é recomendada.O melhor seria utilizar uma instalação

UTP EIA / TIA 568 Categoria 5.


62

O número de nós ativos é um fator muito mais importante no token-rikng que em qualquer

outro esquema. A cada vez que um nó token-ring ativa sua placa de interface de rede, uma

voltagem é imposta a um relé do hub de fiação. O relé do hub de fiação entra em ação e

inclui o segmento de cabo do nó no anel ativo, alterando efetivamente o tamanho global da

rede. Em outros esquemas de rede, o comprimento global do cabo permanece igual quando

as estações entram na rede ou saem dela.

Neste esquema token-ring o tamanho máximo de todos os cabos STP é de 350 metros a 4

megabits por segundo e 170 metros a 16 megabits por segundo . Em um sistema que utiliza

um cabo UTP, o tamanho máximo do cabo é de 220 metros a 4 megabits por segundo e 100

metros a 16 megabits por segundo.

ARCnet

O esquema ARCnet evoluiu de forma inversa.O esquema ARCnet original, desenvolvido no

final dos anos 60, necessitava de hubs de fiação com segmentos coaxiais dedicados entre

cada nó e o hub, o que atualmente é uma característica-chave das redes Ethernet 10 Base –

T e token-ring. Mas nos anos 80, diversas empresas passaram a produzir placas

adaptadoras ARCnet que podiam usar cabos coaxiais e fios de pares trançados blindados

em uma configuração estação a estação semelhante a configuração de bus linear do

esquema ethernet fino original.

O ARCnet é um sistema de rede com muitas vantagens e desvantagens .

Sua baixa velocidade de sinalização de 2,5 megabits por segundo não suportará a utilização

de vários PCs que tenham de executar aplicações mais pesadas. Ao contrário das demais

redes, neste caso, você pode usar ARCnet em cabos telefônicos já instalados nas paredes

do prédio . Em sua configuração o padrão o sistema utiliza cabos coaxiais RG62 que são

iguais aos mesmos cabos utilizados pela IBM em seus Mainframes 3270.A distância usando

este cabo é de no máximo 600 metros entre um nó e seu hub ativo.


63

Se forem utilizados hubs não ativos a distância máxima passa a ser de 300 metros. Se forem

utilizados cabos UTP a distância até o hub ativo é de no máximo 120 metros .

Este sistema utiliza verificação antes da transmissão (CSMA/CD) assim não é importante

sincronização entre os nós que permitem distância entre nós de até 6km.


64

UNIDADE 12

Classificação das redes de Telecomunicações

Depois de termos conhecido de fato o que é telecomunicação precisamos entender como ela

é aplicada e classificada. Para isso ficaremos com algumas perguntas. Por que com meus

equipamentos de redes eu não compartilho dados ou internet com meu vizinho? Como as

grandes empresas trabalham com a troca simultânea de dados em todo mundo? Como essa

comunicação é feita?

Definimos uma wan (Wide Area Networks) como rede de

computadores distantes e interconectados. Uma rede Wan pode

ser composta por redes locais (Lan-Local Area Networks),

computadores de grande porte, redes de telefonia integradas,

equipamentos de multimídia, videoconferência e TV interativa,

interligados com interoperabilidade e conectividade,

compartilhando meios de transmissão.

Essas redes interligadas podem estar em diferentes cidades ou países, fisicamente distantes

e se comunicando por canais de comunicação de dados alugados (leased lines) que operam

por satélites, fibras ópticas, redes públicas de pacotes e outros serviços.

Quanto ao Tipo

As redes podem ser classificadas quanto ao tipo em:

Redes Cabeadas:

Rede aérea

Rede subterrânea


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Redes não Cabeadas

Rede Wireless Spread Spectrum

Redes Wireless de frequência licenciada

Quanto à abrangência

As redes podem ser classificadas quanto à abrangência em:

Rede Interna

Quando atende a um conjunto de prédios ou planta de indústria esta rede

normalmente é considerada como privada e sua responsabilidade, quanto à

construção e manutenção, pertencem aos proprietários do Condomínio em questão.

Rede Externa

São consideradas como redes externas as redes responsáveis pela interligação entre

as redes internas dos Clientes e os Centros de Fios das empresas operadoras de

Telecomunicações bem como as redes fazem a interligação entre diferentes Centros

de Fios.

As redes externas podem ser divididas em:

o Redes de acesso:

o Rede Urbana (ou metropolitana)

o Rede Rural

o Redes de Interconexão

o Interconexão Local

o Interconexão Interurbana


66

o Interconexão Internacional

Rede de Acesso Cabeado de Telecomunicações:

Dentro da classificação de redes de acesso cabeado de Telecomunicações os dois

casos mais importantes a serem considerados são:

o Rede de Acesso de Telefonia

o Rede de TV a Cabo


67

UNIDADE 13

Rede de Acesso de Telefonia

Antes mesmo do surgimento da internet e dos meios de comunicação eletrônica havia um

sistema tão poderoso quanto à internet que ligava o mundo quanto à transmissão de

informações as demais localidades: a rede telefônica. Através dela surgiram as demais.

Outra funcionalidade da rede telefônica é referente ao seu acesso, como veremos a seguir:

Classificação

A rede de acesso de telefonia pode ser melhor compreendida através da seguinte

classificação:

Rede Primária - Interliga o Centro de Fios aos armários da rede secundária.

Rede Secundária - Faz a interligação entre os armários da rede secundária e as

caixas de distribuição.

Rede de Distribuição - Faz a interligação entre as caixas de distribuição e a caixa de

Distribuição Principal (DG) da Rede Interna do Cliente.

As redes de Acesso de Telefonia podem ser divididas quanto à tecnologia em:

Rede de acesso metálica

Rede de acesso óptica

Rede de acesso mista (metálico-óptico)

Rede de Acesso Metálica


68

Esta rede é normalmente baseada na utilização de cabos de pares de cobre havendo

também a utilização de cabos de pares de alumínio que interligam o centro de fios à

residência do assinante.

Rede Primária metálica: No caso da rede metálica a Rede Primária inicia-se no DG

(Distribuidor Geral) do prédio da central telefônica, também conhecida como centro de fios.

Distribuidor Geral:

É constituído por colunas metálicas verticais e horizontais onde são fixados os blocos

de conexão dos cabos de pares. Nas colunas horizontais são fixados os blocos

horizontais, também conhecidos como blocos de conexão interna (normalmente do

tipo rotativo) onde são conectados os cabos internos que fazem a interligação entre

cada circuito das placas de assinante da central e o Distribuidor geral.

Nos blocos verticais são conectados os cabos externos, que constituem a rede

primária. Através de fios telefônicos (fios jump) as conexões os blocos horizontais são

conectadas as conexões dos blocos verticais seguindo o diagrama de conexões da

central que permita a perfeita identificação do assinante vinculado a cada circuito de

cada placa de assinantes da central, facilitando assim a manutenção e expansão do

sistema.

Nos blocos verticais do DG são também fixados os módulos protetores cujo objetivo é

proteger os circuitos da central telefônica contra surtos de tensão de corrente.

A partir da conexão com os blocos verticais do DG os cabos da rede externa são

lançados através de rede de dutos e caixas de passagem ou rede aérea até os

armários de distribuição da rede secundária.

No trajeto estes cabos podem sofrer emendas (nas caixas de emendas) ou

derivações.

É comum a utilização de pressurização nos cabos da rede subterrânea de modo a

evitar o acúmulo de umidade, o que danifica os cabos. Existem cabos especiais para


69

aplicação subterrânea sem dutos, chamados cabos enterrados. Estes cabos

conhecidos como Geleados são fabricados com preenchimento de geléia de petróleo,

o que permite sua utilização direta no solo com boa durabilidade diante de condições

adversas de umidade e temperatura.

Parâmetros de Projeto da Rede de Assinantes:

Os parâmetros de projeto citados abaixo deverão ser levados em conta para a rede de

telefonia. Estes parâmetros devem orientar o projeto de todo o trecho de rede metálica

onde cursam sinais analógicos de telefonia. Como vimos anteriormente estes trechos

podem compreender as redes primária, secundária e de distribuição, bem como

podem se restringir à rede de distribuição quando temos soluções de digitalização de

parte da rede externa.

Opticalização de Rede Externa

Com a necessidade cada vez maior de garantir a qualidade e baixo custo de operação

e manutenção e expansibilidade da rede externa, novas topologias de rede foram

introduzidas:

Opticalização da Rede Primária (FTTC)

Neste caso, a Rede Primária metálica é substituída por fibra óptica.


70

Na central telefônica o DG é substituído pelo DID / DIO que são os distribuidores

intermediários digitais (para cabo coaxial) e distribuidores intermediários ópticos (para a fibra

óptica).

Podemos considerar sistema de transporte como a parte da rede formada por um conjunto

de nós que processam os sinais e realizam a interface que permite a interligação das

aplicações ou sistemas de telecomunicações.

No caso das aplicações da rede de acesso, a camada de transporte é responsável pela

codificação e transdução dos sinais elétricos analógicos para o ambiente digital e óptico.

Sistemas Multiplexadores:

Uma vez codificados os sinais de voz, foram desenvolvidas técnicas visando transmitir vários

sinais de voz por um único par metálico ou fibra óptica.

O primeiro método desenvolvido para esta finalidade é conhecido como TDM.

O sistema TDM consiste no desenvolvimento de multiplexadores capazes de alocá-la no

tempo as amostras de 64 Kbps provenientes de diferentes fontes e destinos. Para tal tais

multiplexadores são capazes de trabalhar em taxas de transmissão elevadas as quais

representam múltiplos da taxa de 64kpbs.

Por exemplo: Para se transmitir 30 amostras de 64kbps é utilizado um multiplexador TDM

com taxa de 2048 Kbps.

O método utilizado para multiplexar os canais de 64 Kbps em um canal de alta taxa é

conhecido com Time Division Multiplexing que origina então a sigla TDM, também conhecido

com SBI (sequential byte interleaving).


71

Os sistemas mais utilizados atualmente para construção da camada de transporte das redes

metropolitanas são:

PDH

SDH

DWDM metropolitano


72

UNIDADE 14

Modelos de sistemas ópticos

Os modelos descritos nesta unidade tratam basicamente dos sistemas de transmissão em

alta velocidade, utilizados para comunicação de telefonia. Cita, portanto, termos técnicos e

conceitos ligados à área de Engenharia. Recomendamos a consulta ao glossário e o uso do

espaço para dúvidas com os tutores para melhor compreensão desta unidade.

Sistemas PDH

Para melhor entendermos os sistemas de transmissão baseados em tecnologia PDH/SDH é

necessário uma pequena retrospectiva a respeito da digitalização e codificação dos sinais de

voz.

Criado em 1970 o sistema conhecido como PCM (Pulse code Modulation) permitiu a

representação de um sinal analógico de até 4khz através de amostras digitais a uma taxa de

64 Kbps. Antes deste desenvolvimento - forma utilizada para transmitir sinais, utilizava cabos

de par trançado com sinal analógico modulado por frequência (FDM). As técnicas de

transmissão digital permitiram a transmissão dos sinais de voz a taxas mais altas, custos

reduzidos melhor relação sinal/ ruído, melhor recuperação de sinal com consequente

melhora dos parâmetros de inteligibilidade e equivalentes referências (nosfer).

PDH significa Plesiochronous Digital Hierarchy, ou seja, pode ser entendido como sistema de

transmissão de hierarquia digital TDM quase síncrono.

Quando um sistema multiplexador agrupa diferentes feixes de 2 Mbits/s, estes feixes

geralmente são oriundos de diferentes equipamentos de telecomunicações, com taxas de

transmissão ligeiramente diferentes. Assim sendo antes de multiplexar as informações dos

diferentes feixes é necessário compatibilizar todas as taxas de transmissão. Para


73

compatibilizar as taxas, é feita a adição de bits de justificação, os quais são inseridos antes a

multiplexação e retirados após da demultiplexação de modo a não gerar alteração na

informação transmitida. O processo se repete a cada passo da hierarquia, pois sempre há a

possibilidade de estar agrupando feixes (tributários) com pequenas diferenças em suas taxas

de transmissão.

Os sistemas PDH foram largamente utilizados, inicialmente na interligação entre centrais

telefônicas, muitas vezes utilizando meios de transmissão puramente elétricos, via cabos

com modems HDSL e sistemas de recuperação sinal tipo ETL, bem como via enlaces de

rádio digital. Posteriormente muitos destes enlaces foram substituídos por trechos de fibra

óptica. A utilização dos sistemas PDH deu início também à digitalização da rede de acesso e

construção da rede de acesso primária ótica.

Com a evolução das redes de acesso metropolitanas as quais exigia maior avanço da rede

óptica até a rede de distribuição, garantindo maior capilaridade para os serviços de dados e

banda larga os sistemas PDH mostraram-se inadequados para acompanhar esta evolução. A

principal característica indesejável nos sistemas PDH está relacionada ao seu principio de

funcionamento:

A inserção de bits de justificação a cada passo na hierarquia torna impossível o isolamento

direto de uma informação de um tributário de 64 kbits/s em um feixe de, por exemplo, 480

canais; dá-se o nome de drop-insert.


74

A utilização do Drop-Insert obriga as redes, compostas por sistemas PDH, a fazerem o

DEMUX de toda a hierarquia até atingir o tributário desejado e novamente a multiplexação

para subir a hierarquia e atingir o backbone de transmissão.

Este processo torna muito cara a utilização de sistemas PDH em redes de alta capilaridade

sendo então a sua utilização restrita a sistemas ponto a ponto.

http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialtdm/pagina_2.asp

Sistemas SDH

Visando resolver problemas como o Drop-Insert foi criado os sistemas SDH ou Synchronous

Digital Hierarchy. Os sistemas de transmissão síncrona podem ser considerados como uma

evolução na hierarquia de transmissão e seu

desenvolvimento geraram por conseqüência a

solução de diversos problemas apresentados

pela hierarquia anterior como maior capacidade

de gerenciamento fim a fim, facilidade de

definição de padrões de interface entre

equipamentos e facilidade de

interfuncionamento entre o padrão Europeu e

Americano.

A estrutura definida para o sistema SDH

permite que tributários PDH sejam

transportados dentro da estrutura SDH.

Nesta estrutura de quadro a transmissão é feita


75

seguindo a sequência da esquerda para a direita e de cima para baixo.

Interfaceamento

As atuais redes SDH de utilização metropolitana permitem as mais variadas formas de

conexão provendo desde as interfaces convencionais até Ethernet, Fast Ethernet, POS

(packet over SDH), ATM over SDH, IPOA/POS (ip over ATM over SDH) etc.

Assim, é possível no projeto de uma rede serviços metropolitano atender a todas as

necessidades de um consumidor corporativo (ex: prédio de escritórios, indústria) com uma

unidade de equipamentos SDH interligada por fibra óptica, derivando diretamente a partir

desta unidade a mais variada gama de interfaces e serviços de acordo com as necessidades

dos clientes. Este tipo projeto conhecido como rede SDH metropolitana está revolucionando

a prestação de serviços de Telecomunicações nas grandes cidades e é a principal alavanca

para a opticalização das redes primária, secundária e de distribuição.

http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialtdm/pagina_3.asp

SISTEMAS DWDM Metropolitanos

Os sistemas DWDM trabalham combinando e transmitindo sinais múltiplos de comprimento

de onda diferente na mesma fibra óptica. É como se uma fibra fosse transformada em várias

fibras virtuais múltiplas. Atualmente, por causa de DWDM, em uma única fibra é possível

transmitir até 400Gb/s. Assim, se você fosse a multiplex oito OC -48 sinais em uma fibra,

você aumentaria a capacidade de transporte daquela fibra de 2.5 Gb/s para 20 Gb/s.


76

Uma vantagem fundamental para DWDM é a independência entre protocolo e taxa de

transmissão. Assim, redes DWDM podem levar tipos diferentes de tráfego com velocidades

diferentes em sobre um mesmo canal óptico.

Para melhor entendermos a capacidade oferecida pelos sistemas DWDM basta dizer que

atualmente existem sistemas DWDM metropolitanos que podem ser equipados de 4 até 32

comprimentos de onda. Considerando que em cada comprimento de onda sejam

introduzidos tributários STM 16 temos um total de 80 Gbits trafegados em uma única fibra

que atende a uma região de comercial de uma grande cidade permitindo o escoamento dos

mais variados tipos de serviços de Telecomunicações.

Antes de serem entregues aos multiplexadores / de multiplexadores DWDM os sinais

tratados por sistemas chamados transceivers cuja tarefa é compatibilizar a intensidade dos

comprimentos de onda oriundos de fontes distintas assim como o espaçamento entre eles.

Os tipos de transceivers padronizados são:

1R – realiza reamplificação do sinal

2R - realiza reamplificação e reformatação do sinal

3R - realiza reamplificação e reformatação e retemporização do sinal.

É possível a inserção e retirada que qualquer comprimento de ondas em qualquer ponto da

rede DWDM através da utilização de sistema OADM ou OXC.


77

Sistemas OADM ( Optical add and dropp multiplexer)

Esta tecnologia de add and drop é conhecida com estática, uma vez que é necessária a

instalação de dispositivos fixos previamente sintonizados para os comprimentos de onda a

serem inseridos ou derivados da fibra.

Sistemas OXC (Optical Cross-connect)

Neste sistema qualquer entrada pode atingir qualquer saída dinamicamente.


78

Parâmetros de Projeto de Sistemas DWDM

Os principais parâmetros de projeto que devem ser medidos e avaliados nos sistemas

DWDM são:

Potência no canal - Refere-se à potência medida em cada canal que deve ser

verificada mantida uniforme para cada comprimento de onda através dos

amplificadores ópticos.

Centralização e espaçamento dos comprimentos de onda - Devem ser medidos os

comprimentos em relação à frequência central de cada canal bem como a

uniformidade do espaçamento entre comprimentos de onda diferentes.

Relação Sinal – ruído - este é um dos parâmetros mais importantes para ser medido

para cada canal em um sistema de DWDM, assim como, é o melhor indicador do

desempenho global do canal. A medida de ruído inclui também a medida de ruído

entre canais.

Crosstalk - este parâmetro revela o nível de sinal não desejado (ruído mais

contribuição de outros canais) na banda passante do canal testado. Apesar de ser de

difícil realização em campo por se tratar de um procedimento com duas fases de teste.

Esta medida pode ser essencial para garantir a qualidade do sistema.

Potência óptica total - Devido a efeitos adversos de fenômenos não lineares, que são

influenciados pelo valor da potencia total, este parâmetro deve ser calculado

baseando-se na soma da potência de cada canal.

http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialrsdh/pagina_1.asp


79

UNIDADE 15

RDSI - Rede Digital de Serviços Integrados

É uma tecnologia de telefonia digital que permite transmitir grandes volumes de dados -

sinais de vídeo e áudio - sobre uma única linha telefônica a alta velocidade e baixo custo.

Trata-se de um sistema de comunicação disponível há mais de duas décadas, que visa

integrar serviços de voz e não-voz por meio digital (de um extremo a outro) e fornecer uma

interface padrão para fluxos de bits que seja disponível no mesmo formato em qualquer lugar

do mundo.

RDSI – a que se destina

O sistema telefônico do mundo, principal estrutura de comunicação internacional foi

projetada para veicular informações analógicas. A crescente demanda por transmissão de

dados digitais vem exigindo um modelo que permita a execução de novos serviços de

comunicação.

A União Internacional de Telecomunicações - antigo CCITT é quem coordena o reprojeto do

sistema telefônico. Neste conselho estabelecem-se as recomendações para a RDSI.

Princípio de Funcionamento.

Baseia-se na troca digital de dados, sendo transmitidos pacotes por multiplexagem sobre

condutores de “par trançado”.

Multiplexagem significa a possibilidade de estabelecer várias ligações lógicas em uma

ligação física existente. Estes condutores comportam uma velocidade efetiva de 152.000 bits.


80

O usuário não usufrui diretamente desta velocidade, pois ela é repartida em 3 canais

respectivamente:

CANAL B ou canal útil, apenas transporta pacotes de dados com uma velocidade constante

e efetiva de 64 kbit/s bidirecional. Para que possam estar dois equipamentos ativados

simultaneamente, existem dois canais B por cada acesso básico.

CANAL D ou canal de dados funciona com 16 kbt/s de forma a ficar com uma reserva de

8000kbit/s. No canal D encontram-se todas as informações necessárias sobre os dois canais

B, inclusive o protocolo de transmissão de dados e o tipo de equipamento.

Principais equipamentos utilizados.

Só é necessário um aparelho que entenda o “digital” como se fosse um telefone celular

digital e que separe o que é voz do que é dados.

Pode-se também utilizar adaptadores específicos, facilmente acoplados ao micro como se

fossem modems convencionais.

O único inconveniente é que a ligação com o seu micro utiliza uma serial que normalmente é

utilizada pelo mouse. Neste caso você necessita de uma segunda serial. Uma desvantagem

adicional é que toda a comunicação através de serial é limitada (pelo próprio micro) a

115kbps, perdendo-se desta maneira 13kbps.

Atenção: o padrão americano não poderá ser utilizado, somente o padrão Europeu.

Uma vez que você possua acesso a uma rede pública RDSI, existem várias formas de

conectar seus equipamentos à rede.

A forma de conexão utilizada vai depender do nível de suporte a RDSI de seu equipamento.

A linha RDSI tem a flexibilidade de funcionar como 2 linhas telefônicas.


81

Disponibilidade, já que o ADSL é limitado a bairros densamente povoados (necessita de 3

km da central telefônica) e o Cable Modem só está disponível nas cidades/bairros cabeados

e já convertidos para bi-direcional.

É possível navegar na Internet com uma boa velocidade e ao mesmo tempo fazer várias

ligações telefônicas (até mesmo DDI), bem como transferência de arquivos, sem nenhuma

restrição.

Limitação: Não é possível quando três ou mais pessoas tentam usar distintos serviços, pois o

RDSI atende apenas à duas ligações simultâneas.

Roteadores e Bridges ISDN

Para conectar redes locais via ISDN, routers ou bridges ISDN podem ser utilizados. A

decisão sobre a utilização de um router ou de uma bridge vai depender principalmente do

tipo de protocolo utilizado pela rede local.

Para alguns protocolos, as bridges podem ser mais eficientes; para outros, o router é a

melhor solução.

A grande vantagem das bridges é a sua simplicidade. No entanto, devido ao fato de as

bridges não filtrarem broadcasts naturalmente, a utilização de bridges ISDN podem se tornar

caras, devido ao excesso de tráfego na rede pública.

Em geral, as bridges suportam filtros, que podem diminuir ou eliminar este problema.

No entanto, com a necessidade de criação de filtros, as bridges perdem sua principal

vantagem: sua simplicidade.

Por outro lado, os routers, por não propagar broadcasts, permitem a utilização mais eficiente

das linhas ISDN, sem a necessidade de configurações adicionais de filtros.


82

Veja o “Anexo 9 - Adaptadores ISDN para LAN” na seção “Estudo Complementar” em sua

sala de aula;

Modems ADSL

Assimetric Digital Subscriber Line (ADSL) é uma tecnologia de modem que permite a

utilização da rede metálica de telefonia para trafego de serviços de banda larga e alta

velocidade. Um modem ADSL pode transmitir até 6 Mbps a um assinante, e até 832 kbps ou

mais em ambas as direções. Tais taxas ampliam a capacidade de acesso existente por um

fator de 50 vezes ou mais sem necessitar de um novo sistema de cabeamento. O ADSL está

transformando a rede de acesso existente que era considerada limitada a voz, texto e

imagem de baixa resolução em um sistema poderoso, capaz de suportar aplicações

multimídia, incluindo vídeo em movimento e com alta definição.


83

O ADSL terá papel crucial nos próximos dez ou mais anos, tanto para as companhias de

telefonia quanto para prestadores de serviços, entre em mercados novos por entregar

informação em vídeo e formatos de multimídias. Cabling de broadband novo levarão décadas

para localizar todos os subscritores previdentes. O baixo investimento e a utilização da rede

existente dão as operadoras um grande trunfo que é o fato de já terem em suas rede o

cliente. Assim é mais fácil oferecer novos serviços a baixo custo, uma vez que o investimento

na construção da rede é preservado.

Capacidades

Um circuito de ADSL é composto por um par de modems ADSL conectados cada

extremidade respectivamente e prove ao mesmo tempo comunicação POTS ou um canal

RDSI e transmissão de dados em banda larga. O canal de POTS/ISDN é separado fora do

circuito de modem digital através de filtros conhecidos como splitters, mantendo assim o

serviço telefônico mesmo quando o modem ADSL falha. A taxa de transmissão de um canal

ADSL varia entre 1.6 a 6 Mbps no sentido dowstream. E varia de 16 a 832 kbps no sentido

Upstream.

Gamas de canal de velocidade altas de 1.5 a 6.1 Mbps, enquanto gama de taxas dúplex de

16 a 832 kbps.

Os sistemas ADSL proporcionam taxas de transmissão de dados compatíveis com os

sistemas de transmissão Norte Americano e Europeu e podem ser adquiridos com diversas

faixas de velocidade várias e capacidades. A configuração mínima provê 1.5 ou 2.0 Mbps e

um 16 kbps canal dúplex; outros proveem taxas de 6.1 Mbps e 64 kbps duplex. Produtos

com a taxas de decida de até 8 Mbps e taxas de duplex de até 640 kbps estão disponíveis

hoje.

De modo geral podemos dizer considerar as seguintes distancias para sistemas ADSL:

1,5 Mbits/s – 5 Km


84

6,1 Mbits/s - 2 Km

Obviamente, cálculos mais detalhados podem ser feitos, considerando-se todos os

parâmetros de projeto das linhas de transmissão e as relações de potencia e sensibilidade

dos Modems.

O sistema ADSL utiliza um avançado processo digital de modulação e compressão do sinal.

Para tanto foram também feitos avanços nos filtros, conversores A/D e transformadores.

Os sistemas ADSL permitem a divisão da largura de banda entre seus usuários. Isto é feito

através de Divisão de Frequência (FDM). O mux FDM nomeia uma faixa para upstream e

outra para downstream. As faixas são então divididas através de divisão no tempo em um ou

canais de velocidade mais alta e um ou mais canais de velocidade baixa.

Um modem de ADSL organiza o fluxo de dados agregado, os canais downstream, os canais

duplex e os canais de manutenção multiplexando todos em blocos e adicionando um código

de correção de erro a cada bloco.

O receptor corrige erros que acontecem durante transmissão até os limites permitidos pelo

código. É permitida também a criação de superblocos. Isto permite transmissão efetiva de

dados e vídeo.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Isdn

http://penta2.ufrgs.br/tp951/rdsi/rdsi.html

http://www.openit.com.br/freebsd-hb/network-isdn.html


85

UNIDADE 16

Redes sem fio – Redes Wireless

Comunicação wireless se refere a todo tipo de conexão efetuado sem fios como a

transmissão de dados via rádio digital, redes locais sem cabeamento físico que utilizam

infravermelho ou frequências de microondas para conexão entre seus nós, sistemas de

paging e trunking via rádio, telefonia celular e outros.

Redes Wireless - tecnologias

Através da utilização portadoras de rádio ou infravermelho, as WLANs estabelecem a

comunicação de dados entre os pontos da rede. Os dados são modulados na portadora de

rádio e transmitidos através de ondas eletromagnéticas.


86

Múltiplas portadoras de rádio podem coexistir num

mesmo meio, sem que uma interfira na outra. Para

extrair os dados, o receptor sintoniza numa

frequência específica e rejeita as outras

portadoras de frequências diferentes.

Num ambiente típico dispositivo transceptor

(transmissor/receptor) ou ponto de acesso (access

point) é conectado a uma rede local Ethernet

convencional (com fio). Os pontos de acesso não

apenas fornecem a comunicação com a rede

convencional, como também intermediam o tráfego com os pontos de acesso vizinhos, num

esquema de micro células com roaming semelhante a um sistema de telefonia celular.

Um grupo de empresas está coordenando o desenvolvimento do protocolo IAPP (Inter-

Access Point Protocol), cujo objetivo é garantir a interoperabilidade entre fabricantes

fornecendo suporte a roaming através das células. O protocolo IAPP define como os pontos

de acesso se comunicarão através do backbone da rede, controlando os dados de várias

estações móveis.

TRUNKING

O trunking é outro serviço de comunicação telefônica sem fio, análogo à telefonia celular.

Podemos definir o trunking como um sistema de telefonia celular que opera com uma

freqüência única para um grupo de pessoas, ou seja, um canal de voz para cada grupo de

pessoas. É um misto de telefonia celular e serviço de intercomunicação privada.

No trunking, com um mesmo canal, vários usuários podem falar entre si ou acessar a rede

pública de telefonia por meio de conexão com a central de trunking.


87

O sistema funciona com uma central telefônica privativa que opera com aparelhos análogos

aos walkie-talkies, os quais se comunicam entre si e com a rede pública de telefonia,

utilizando-se dos canais de freqüências predeterminados do sistema.

É bastante utilizado para equipes de segurança de empresas, frotas de veículos (táxis,

polícia, ambulância, empresas, etc.), equipes de manutenção de redes, TV, técnicos de

campo, etc.

O trunking como o celular, tem uma estação rádio base que cobre toda a região na qual

oferece o serviço. Como a frequência é única para um determinado grupo, podemos ter

apenas uma estação transmissora para todos, como se fosse uma grande célula única numa

cidade, diferente do celular que opera em diversas células.

PAGING

O “paging”, é um serviço de envio de mensagens por meio de radiofrequência que opera na

faixa de 900 Mhz. O usuário recebe em seu aparelho “Pager” a mensagem que é irradiada

pela antena central do serviço, analogamente ao sistema trunking, com a diferença que no

sistema trunking existe a comunicação por voz e no sistema Pager, apenas mensagens são

enviadas para o usuário unidirecionamente.

As mensagens ficam armazenadas na memória do aparelho, podendo ser lidas pelo usuário.

As mensagens são coletadas por uma

central de atendimento para a qual as

pessoas ligam e falam à mensagem que

desejam transmitir. O operador do sistema

digita a mensagem que é então

digitalizada e com o endereço do aparelho

(número código do pager) do usuário é

irradiada pela antena.


88

Todas as mensagens que tiverem o endereço do pager receptor serão aceitas por ele, ou

seja, o aparelho pager só capta as mensagens com o seu endereço.

RADIOMICROONDAS – Troncos de Microondas

São equipamentos que podem transmitir dados à velocidades de 2 Mbps, ou múltiplos de 2

Mbps, em distâncias típicas de 20 Km com visada entre os pontos.

Essa grande capacidade de transmissão (alto throughput) permite o compartilhamento do

canal, dividindo-o para transmissão de voz, dados e imagem. É um sistema muito utilizado

na formação de redes metropolitanas (Mans).

Esse tipo de sistema normalmente é utilizado quando não existem meios terrestres para a

conexão entre dois pontos à velocidades de 2 Mbps ou mais. Essa velocidade só seria

possível para grandes distâncias, com o uso de fibras ópticas e redes públicas de alta

velocidade ainda não disponíveis em muitos locais.

Wireless LAN

A wireless LAN nada mais é do que Interligações de redes locais

através de conexões por ondas de radio, fugindo dos cabos

tradicionais.

Há várias tecnologias envolvidas nas redes locais sem fio e cada

uma tem suas particularidades, suas limitações e suas vantagens. A seguir, são

apresentadas algumas das mais empregadas:

Sistemas Narrowband: Os sistemas narrowband (banda estreita) operam numa frequência de

rádio específica, mantendo o sinal de rádio o mais estreito possível o suficiente para passar

as informações. O crosstalk indesejável entre os vários canais de comunicação pode ser


89

evitado coordenando cuidadosamente os diferentes usuários nos diferentes canais de

frequência.

Sistemas Spread Spectrum: São os mais utilizados atualmente. Utilizam a técnica de

espalhamento espectral com sinais de rádio frequência de banda larga, provendo maior

segurança, integridade e confiabilidade, em troca de um maior consumo de banda. Há dois

tipos de tecnologias spread spectrum: a FHSS, Frequency-Hopping Spreap Spectrum e a

DSSS, Direct-Sequence Spread Spectrum.

A FHSS usa uma portadora de faixa estreita que muda a freqüência em um código conhecido

pelo transmissor e pelo receptor que, quando devidamente sincronizados, o efeito é a

manutenção de um único canal lógico.

A DSSS gera um bit-code (também chamado de chip ou chipping code) redundante para

cada bit transmitido. Quanto maior o chip maior será a probabilidade de recuperação da

informação original. Contudo, uma maior banda é requerida. Mesmo que um ou mais bits no

chip sejam danificados durante a transmissão, técnicas estatísticas embutidas no rádio são

capazes de recuperar os dados originais sem a necessidade de retransmissão.

Sistemas Infrared: Para transmitir os dados, o sistema infravermelho utiliza frequências muito

alta, um pouco abaixo da luz visível no espectro eletromagnético. Igualmente à luz, o sinal

infravermelho não pode penetrar em objetos opacos. Assim as transmissões por

infravermelho ou são diretas ou difusas.

O sistema infravermelho direto, de baixo custo, fornece uma distância muito limitada (em

torno de 1,5 metros). São comumente utilizados em PAN (Personal Area Network) como, por

exemplo, os palm pilots, e ocasionalmente são utilizados em WLANs

IEEE 802.11 Wireless Local Area Network

O grupo de trabalho IEEE 802.11, do Instituto dos Engenheiros Elétricos e Eletrônicos, é

responsável pela definição do padrão para as redes locais sem fio WLANs.


90

O padrão proposto especifica três camadas físicas (PHY) e apenas uma subcamada MAC

(Medium Access Control). Como apresentado abaixo, o draft provê duas especificações de

camadas físicas com opção para rádio, operando na faixa de 2.400 a 2.483,5 mHz

(dependendo da regulamentação de cada país), e uma especificação com opção para

infravermelho.

Frequency Hopping Spread Spectrum Radio PHY:

Esta camada fornece operação 1 Mbps, com 2 Mbps opcional. A versão de 1 Mbps

utiliza 2 níveis da modulação GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying), e a de 2 Mbps

utiliza 4 níveis da mesma modulação;

Direct Sequence Spread Spectrum Radio PHY:

Esta camada provê operação em ambas as velocidades (1 e 2 Mbps). A versão de 1

Mbps utiliza da modulação DBPSK (Differential Binary Phase Shift Keying), enquanto

que a de 2 Mbps usa modulação DBPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying);

Infrared PHY:

Esta camada fornece operação 1 Mbps, com 2 Mbps opcional. A versão de 1 Mbps

usa modulação 16-PPM (Pulse Position Modulation com 16 posições), e a versão de 2

Mbps utiliza modulação 4-PPM.

No lado da estação, a subcamada MAC fornece os seguintes serviços: autenticação,

desautenticação, privacidade e transmissão da MADU (MAC Sublayer Data Unit), e, no lado

do sistema de distribuição: associação, desassociação, distribuição, integração e

reassociação. As estações podem operar em duas situações distintas:

Configuração Independente:

Cada estação se comunica diretamente entre si, sem a necessidade de instalação de

infraestrutura. A operação dessa rede é fácil, mas a desvantagem é que a área de


91

cobertura é limitada. Estações com essa configuração estão no serviço BSS (Basic

Service Set);

Configuração de Infraestrutura:

Cada estação se comunica diretamente com o ponto de acesso que faz parte do

sistema de distribuição. Um ponto de acesso serve as estações em um BSS e o

conjunto de BBS é chamado de ESS (Extended Service Set).

Além dos serviços acima descritos, o padrão ainda oferece as funcionalidades de roaming

dentro de um ESS e gerenciamento de força elétrica (as estações podem desligar seus

transceivers para economizar energia). O protocolo da subcamada MAC é o CSMA/CA

(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidence).


92

UNIDADE 17

TELEFONIA CELULAR

Na telefonia celular, a transmissão do sinal de áudio é feita por meio de radiofrequência, ao

invés de pares de fios da rede telefônica. A forma de operação é semelhante ao telefone

comum, mudando apenas o meio de transmissão.

Como a transmissão via rádio possui um alcance limitado, numa

cidade que seja servida pelo serviço, a área total a ser coberta é

dividia em áreas menores e em cada uma delas é colocada uma

antena transmissora.

Essas áreas são chamadas de células. Cada célula possui uma ERB (estação rádio base)

que recebe e transmite os sinais telefônicos de sua área por meio de sua antena.

Quando o usuário passa de uma área (célula) para outra, o sistema automaticamente

transfere a ligação para a célula seguinte de forma transparente para o usuário. Essa

passagem automática é chamada de “hand-off”.

Na habilitação do aparelho, a companhia telefônica grava um número nele que é chamado

de ESN (eletronic serial number). Esse número é transmitido durante o uso do telefone

celular para que a estação rádio base possa identificar o telefone em operação.

Tecnologia 3G e Convergência tecnológica

Em termos de convergência o celular é um dos maiores símbolos tecnológicos. Hoje, fazer

ligações em celulares é tão habitual que nem mesmo nos damos conta de todo o processo

que se dá numa chamada, o mesmo se dá quando vamos comprar um aparelho.


93

Procuramos mais que o óbvio: primeiro somos atraídos pelo design, depois procuramos um

“pixel” adequado para a câmara, o rádio, o mp3 player, os jogos e o resto.

Uma das recentes novidades em telefonia celular é a tecnologia 3G.

Nossas operadoras começam a explorar esse campo. Mas afinal,

você sabe o que é 3G o que temos a ganhar com isso?

Bem, a sigla 3G representa a 3ª Geração de Celular. De início,

podemos dizer que essas gerações têm impacto na capacidade de

transmissão de dados e conexão com redes como, por exemplo, a

internet. É que muitos se enganam quando não se atentam para o fato que, quando se fala

em ligações via voz, não existe diferença significativa entre as tecnologias 2G e 3G.

Voltando ao título, um celular 3G, a 3ª Geração, segue os avanços das redes digitais de alta

velocidade, mas com melhorias na transmissão de dados em 2 Mbps entre os quais

encontramos o CDMA, EVDO, WCDMA e EDGE.

É certo que a tecnologia 3G não se restringe apenas aos celulares convencionais. Ela equipa

também modems para serem conectados em notebooks através das portas PCMCIA e USB.

Mas em um celular a Terceira Geração de aparelhos móveis atende à imensa maioria dos

usuários no intuito de se adentrar no mundo web, vídeos e voz seguindo a expansiva

conexão de dados por rede, cabo USB e Bluetooth, e, claro, ser um perfeito modem

notebooks.

O fato de estar conectado à internet em alta velocidade denota grande vantagem e permite

que os aparelhos celulares ofereçam uma vasta gama de serviços, tais como:

Vídeo de boa qualidade através streaming;

Downloads de arquivos;

Chamadas telefônicas usando imagem dos interlocutores;

Jogos on-line com multiplayer.


94

A velocidade é, sem dúvida alguma, a principal vantagem oferecida pela tecnologia 3G.

Permite conexão em tempo integral com a internet, com leitura de emails e arquivos como se

estivesse em sua casa, utilizando banda larga. Vídeo conferência é outra vantagem, ou seja,

utilizar as câmeras dos celulares para conversar vendo a imagem de seus amigos.

A TV digital também está presente em celulares com a tecnologia 3G, sendo possível assistir

à programação dos canais abertos, e, dependendo de políticas tarifárias de operadoras para

aparelhos móveis.

Falando em custo, o uso de recursos disponíveis da rede 3G sem dúvida, dará margem para

cobrança de tarifas diferenciadas. As operadoras que permitem a conexão de internet de alta

velocidade cobram, geralmente, por pacotes de volume mensal para tráfego de dados, e

para os excedentes, tarifas adicionais.


95

UNIDADE 18

Bluetooth

Uma opção barata para comunicação entre pequenos dispositivos - iniciou em caráter de

comunicação “alternativa” e atualmente eclodiu no mundo das telecomunicações – diversos

dispositivos utilizam essa forma de conexão.

O Surgimento da tecnologia

Bluetooth é uma tecnologia de comunicação entre dispositivos de curto alcance. Em 1994, a

Ericsson iniciou o desenvolvimento dessa tecnologia, pesquisando uma forma barata de

comunicação sem fio entre o celular e seus acessórios. Após essas pesquisas iniciais, ficou

clara a potencialidade desse tipo de conexão. Em 1998, seis grandes empresas: Sony,

Nokia, Intel, Toshiba, IBM e Ericsson, realizaram um consórcio para conduzir e aprofundar o

estudo dessa forma de conexão, formando o chamado Bluetooth Special Interest Group.

O nome “Bluetooth” é uma homenagem ao rei da Dinamarca e Noruega, Harald Blåtand, que

na língua inglesa é chamado de Harold Bluetooth. O nome do rei foi escolhido pelo fato dele

ter unificado as tribos de seu país, semelhantemente ao que a tecnologia pretende fazer:

unificar tecnologias diferentes. O símbolo do Bluetooth é a união de duas runas nórdicas

para as letras H e B, suas iniciais.

A tecnologia é bastante vantajosa, pois permite a comunicação entre diversos dispositivos

sem a necessidade de fios. Além disso, é uma tecnologia barata. Por esses motivos, o

Bluetooth ganhou popularidade, se tornando um dos principais métodos de conexão entre


96

dispositivos da atualidade. Entre os dispositivos que podem ser conectados via bluetooth,

podemos citar: telefones celulares, computadores, videogames, impressoras, scanners,

mouses, teclados, etc.

A desvantagem desta tecnologia é o fato de seu alcance ser curto. Além disso, o número

máximo de dispositivos conectados ao mesmo tempo também é limitado.

Descrição técnica

O bluetooth pode se conectar com até oito dispositivos simultaneamente. Com todos esses

dispositivos no mesmo raio de 10 metros, você pode achar que ocorrerá interferência mútua,

mas isso é improvável. O bluetooth usa uma técnica chamada salto de frequência de espalhamento espectral, que praticamente impossibilita que mais de um dispositivo transmita

na mesma frequência ao mesmo tempo. Com essa técnica, um dispositivo usa 79

freqüências individuais escolhidas aleatoriamente dentro de uma faixa designada, mudando

de uma para outra com regularidade. No caso do bluetooth, os transmissores alteram as

frequências 1.600 vezes por segundo, o que significa que muitos dispositivos podem utilizar

totalmente uma fatia limitada do espectro de rádio. Como todos os transmissores bluetooth

usam automaticamente a transmissão de espalhamento espectral, é improvável que dois

transmissores compartilhem a mesma frequência simultaneamente. Essa mesma técnica

minimiza o risco de interferência de telefones portáteis ou babás eletrônicas nos dispositivos

bluetooth, já que qualquer interferência em uma frequência particular dura somente uma

fração de segundo.

Quando dispositivos com bluetooth entram na faixa um do outro, uma comunicação ocorre

para determinar se eles possuem dados compartilháveis ou se um deve controlar o outro. O

usuário não precisa pressionar um botão ou dar um comando - a comunicação acontece

automaticamente. Assim que a conversa termina, os dispositivos - sejam eles parte de um

sistema de computadores ou um estéreo - formam uma rede. Os sistemas bluetooth criam

uma rede de área pessoal (PAN), ou piconet, que pode abranger uma sala ou uma distância

não superior à existente entre o celular no seu cinto e o headset em sua cabeça. Assim que


97

uma piconet é estabelecida, os dispositivos saltam entre as frequências aleatoriamente em

uníssono para permanecer em contato uns com os outros e para evitar que outras

piconets que possam estar operando, no mesmo espaço.

Segurança do Bluetooth

A segurança é uma preocupação em qualquer configuração de rede sem fio. Como os

dispositivos podem captar facilmente ondas de rádio do ar, as pessoas que enviam

informações sigilosas por uma conexão sem fio precisam tomar precauções para assegurar

que esses sinais não sejam interceptados. A tecnologia bluetooth não é diferente - ela é sem

fio e, portanto, suscetível à espionagem e acesso remoto, do mesmo modo que o WiFi é

suscetível se a rede não for segura. Com o bluetooth, no entanto, a natureza automática da

conexão, que é um grande benefício em termos de tempo e esforço, também é benéfica às

pessoas que tentam enviar dados sem a sua permissão.

O bluetooth oferece diversos modos de segurança, e os fabricantes de dispositivos

determinam qual modo deve ser incluído em um produto capacitado para bluetooth. Na

maioria dos casos, os usuários de bluetooth podem estabelecer "dispositivos de confiança"

que podem trocar dados sem solicitar permissão. Quando qualquer outro dispositivo tenta

estabelecer uma conexão com o aparelho do usuário, este deve decidir quanto à

permissão. O nível de segurança de serviço e o nível de segurança do dispositivo trabalham

juntos para proteger os dispositivos bluetooth da transmissão de dados não autorizada. Os

métodos de segurança incluem procedimentos de autorização e identificação que limitam o

uso dos serviços bluetooth ao usuário registrado e exigem que os usuários tomem uma

decisão consciente para abrir um arquivo ou aceitar uma transferência de dados. Enquanto

essas medidas estiverem ativadas no telefone ou outro dispositivo do usuário, a possibilidade

de um acesso não autorizado é mínima. Um usuário pode simplesmente alternar seu modo

bluetooth para "invisível" e bloquear totalmente a conexão com outros dispositivos bluetooth.

Se um usuário usa a rede bluetooth principalmente para a sincronização de dispositivos em


98

casa, essa pode ser uma boa maneira de evitar qualquer possibilidade de uma brecha de

segurança enquanto estiver em público.

Além disso, autores de vírus de celular já se aproveitaram do processo de conexão

automatizada do bluetooth para enviar arquivos infectados. No entanto, como a maioria dos

celulares usa uma conexão bluetooth segura que requer a autorização e a autenticação

antes da aceitação dos dados de um dispositivo desconhecido, normalmente o arquivo

infectado não se alastra. Quando o vírus chega ao celular do usuário, ele precisa concordar

em abrir o arquivo e concordar em instalá-lo.

Vantagens e Desvantagens

As vantagens:

Com Bluetooth as conexões através de cabos têm os seus dias contados. Da mesma

maneira a tecnologia IrDa ou conexão via porta infravermelhas (mais um tipo de

conexão sem-fio), perderá importância, evitando assim a desvantagem da sua

pequena largura de banda, além de ter que manter os dispositivos em linha de visão;

Esta forma de conexão permite uma solução viável de baixo custo para a interconexão

de curto alcance;

Mais de 2000 empresas demonstraram interesse em adotar esta tecnologia em seus

aparelhos, atualmente existe o Grupo Especial de Interesse (SIG) que reúne as

empresas que lideram o desenvolvimento deste sistema cujo comprometimento é

desenvolver software e hardware seguindo as especificações impostas;

As comunicações sem fio terão importante uso no futuro, este tipo de tecnologia, será

adequada para ser utilizada na interconexão de dispositivos; deverá ser criado um

amplo leque de software que permita a correta comunicação entre aplicações de

diferentes dispositivos;


99

A especificação suporta comunicação de voz e dados, razão pela qual também pode

ser estendida à comunicação "mãos livres";

Maximização do uso de protocolos existentes, ou seja, a tecnologia Bluetooth pode ser

facilmente integrada aos protocolos que estão em uso como o TCP/IP.

As Desvantagens

Como tudo, existe também algumas desvantagens. Entre elas:

O número máximo de dispositivos que podem se conectar ao mesmo tempo é

limitado, principalmente se compararmos com a rede cabeada;

O alcance é bastante curto, por isso uma rede pode ser apenas local;

Com rede cabeada pode-se conseguir uma banda passante maior.

Leitura recomendada:

http://eletronicos.hsw.uol.com.br/bluetooth.htm


100

UNIDADE 19

Telecomunicações

Na maioria das vezes nos equivocamos com nossos conceitos sobre isso achando que a

telecomunicação, na verdade, não passa de um simples meio de se comunicar com os

outros através de alguns meios. Para entendermos um pouco melhor a comunicação

prossigamos com o tema neste capítulo.

Telecomunicação é a transmissão, emissão ou recepção, por

fio, radioeletricidade, meios ópticos ou qualquer outro processo

eletromagnético, de símbolos, caracteres, sinais, escritos,

imagens, sons ou informações de qualquer natureza

Telecomunicação é uma forma de estender o alcance normal

da comunicação (tele em grego significa "distância"). Quando o

destino da informação está próximo da fonte, a transmissão é direta e imediata, tal como se

processa a conversação entre duas pessoas num mesmo ambiente. Quando a distância

entre elas aumenta, no entanto, o processo de comunicação direta se torna mais difícil. Há

então a necessidade de um sistema de telecomunicação - um conjunto de meios e

dispositivos que permita a fonte e destino se comunicarem à distância.


101

Telecomunicação é uma forma de estender o alcance normal da comunicação (tele em grego

significa "distância"). Quando o destino da informação está próximo da fonte, a transmissão é

direta e imediata, tal como se processa a conversação entre duas pessoas num mesmo

ambiente. Quando a distância entre elas aumenta, o processo de comunicação direta se

torna mais difícil. Há então, a necessidade de um sistema de telecomunicação - um conjunto

de meios e dispositivos que permite que a fonte e o destino se comuniquem à distância.

Há diversos tipos de Telecomunicações, como:

Telefone

Televisão

Internet

Rádiocabeamento Estruturado

Edifício Inteligente

Semáforos

Designação de Cabos de Telecomunicações:

A nomenclatura utilizada nos projetos de rede para designação dos cabos segue o seguinte

padrão:

Classificação – Tipo de Capa – Bitola dos condutores-números de pares.


102

Tomando como exemplo um CTP-APL temos:

Designação: CTP-APL-50-200

Significado:

o CTP - Cabo com isolamento termoplástico sólido (polietileno)

o APL – revestimento de alumínio polietinado

o 50 - condutores de 50 mm de diâmetro

o 200 - cabo de duzentos pares.

Código de Cores

Visando facilitar a instalação e manutenção das redes de

cabos, foi criada uma padronização de cores que é utilizada

para identificar cada par dentro de cabo. Este código de cores é

composto por 10 dez cores que são dividas em 2 grupos de

cinco cores. As interações destas cores geram 25

possibilidades de combinações para identificação dos pares

conforme abaixo:

Combinação de Cores Número do Par

Branco / Azul 01

Branco / Laranja 02

Branco / Verde 03

Branco / Marrom 04

Branco / Cinza 05

Vermelho / Azul 06


103

Vermelho / Laranja 07

Vermelho / Verde 08

Vermelho / Marrom 09

Vermelho / Cinza 10

Preto / Azul 11

Preto / Laranja 12

Preto / Verde 13

Preto / Marrom 14

Preto / Cinza 15

Amarelo / Azul 16

Amarelo / Laranja 17

Amarelo / Verde 18

Amarelo / Marrom 19

Amarelo / Cinza 20

Roxo / Azul 21

Roxo / Laranja 22

Roxo / Verde 23

Roxo / Marrom 24

Roxo / Cinza 25

A partir dos 26 pares, as combinações de cores se repetem sucessivamente a cada grupo de

25 pares. Visando facilitar a identificação de cada grupo de 25 pares são divididos

internamente através de malhas (fios de lã colorida que envolvem cada grupo de 25 pares).

Abaixo podemos ver um exemplo de formação de cabos:


104


105

UNIDADE 20

Satélites e Antenas

Um satélite de comunicação é basicamente um repetidor de sinais que recebe um sinal

transmitido de um ponto na superfície do planeta e retransmite para

outra região.

É uma estação retransmissora de sinais situada no espaço. Um

repetidor em órbita.

O satélite de comunicação pode ser um:

Repetidor ativo: quando recebe, trata, amplifica e transmite o sinal.

Repetidor passivo: quando apenas recebe e reflete o sinal.

Órbitas

O posicionamento do satélite no espaço ao redor da terra é chamado de

órbita a qual pode ser elíptica ou circular.

Órbitas Elípticas

Nessas órbitas, o ponto de maior aproximação da terra é o perigeu e o de maior

afastamento, é o apogeu no qual o satélite fica mais tempo sobre o local desejado.


106

Órbitas Circulares

Nessa órbita, a razão de rotação é constante. Assim, é possível estabelecer a hora em que o

satélite é visível em um determinado ponto.

As órbitas circulares podem ser baixas e altas.

Nas órbitas altas (geoestacionárias, a 36.000 km de altura), temos retardos na transmissão

do sinal devido à distância percorrida até o satélite. Esse atraso na propagação do sinal

produz efeitos como eco nas transmissões de voz, sendo necessários o uso de circuitos de

filtros supressores e maior potência para amenizar esse problema. Porém, os satélites

geoestacionários, por estarem a uma altura maior, possibilitam ter uma área de iluminação

(área de cobertura) mais ampla.

Nas órbitas baixas, podem-se reduzir a potência irradiada e o ganho necessário nas antenas

devido a distância a ser percorrida por o sinal ser menor. São altitudes menores que 2.000

km, porém, a área de iluminação é menor e o rastreamento do satélite é difícil.

As órbitas circulares ainda podem ser síncronas ou assíncronas.

Órbita Circular Síncrona

É uma órbita sobre o Equador, o satélite fica numa órbita com posicionamento fixo em

relação a um ponto na Terra. É chamada órbita geoestacionária que pode também ser

inclinada com relação à linha do Equador, dependendo da região a ser atendida e coberta.

Órbita Circular Assíncrona

O satélite tem um ciclo de rotação diferente do planeta, podendo, por exemplo, circundar a

Terra em algumas horas. Nesse caso, para que se tenha uma cobertura integral num

determinado ponto do planeta, é necessário um grande número de satélites em órbita

assíncrona.


107

Órbita Síncrona

Satélites que ficam em uma posição fixa em relação ao planeta, têm uma órbita de 24 horas

ao redor da Terra e são chamados de satélites síncronos com órbita circular síncrona.

Os satélites são compostos basicamente de um sistema de comunicação (repetidor de

sinais) e um sistema de navegação (comando, telemetria e controle do satélite). São

energizados por baterias solares e podem retransmitir milhares de canais da voz, serviços de

TV, dado, fax, GPS e outros.

Cada satélite de comunicação é composto de vários canais de radiofrequência formados por

circuitos eletrônicos e denominados transponders. Cada transponders possui uma largura de

faixa da 36mhz dento da faixa maior da freqüência de subida do sinal de 6GHz (5850GHz a

6425GHz) e de decida do sinal de 4GHz (3625GHz a 4200GHz).

Funciona como uma estação repetidora de microondas na qual o sinal é recebido,

amplificado, a frequência é convertida e o sinal, retransmitido. Cada transponder recebe e

transmite uma determinada banda (faixa) de freqüências, tipicamente de 36mhz, podendo-se

alocar nessa faixa cerca de 1.200 canais de voz, por exemplo.

Devido à distância a ser percorrida pelo sinal transmitido entre a Terra e o satélite, a

atenuação ou perda de potência do sinal è grande, atingindo atenuação de cerca de 200db.

Segmento Terrestre

É composto pelas estações terrenas e pelo centro de operação e controle.

Os sinais analógicos ou digitais entram por um multiplexador com interface banda básica que

converte todos os sinais em digitais.

Um filtro de sinais da recepção é colocado na ponta para evitar que a recepção interfira no

sinal transmitido.


108

No caso da digitalização de sinais analógicos, tipicamente de voz na interface banda base de

entrada, a forma de transformar o sinal analógico em digital é por meio de amostragens PCM

(Pulse Code Modulation). No sistema PCM de digitalização de sinais analógicos, são

retiradas amostras na taxa de 8.000 amostras por segundo (amostragem de Nyquist) do sinal

analógico.

Cada amostra é transformada em um código de 8 bits, fazendo assim a digitalização. Cada

codificação depende do nível da onda senoidal no momento da amostragem.

Precisamos, portanto, de uma banda de transmissão (capacidade de transmissão) de 64.000

bits por segundo em canal, para transmitir voz digitalizada.

Como um canal de 64Kbps pode ter um custo muito alto e inviabilizar o uso nessa aplicação

para a transmissão de apenas uma comunicação de voz, utiliza-se a compressão dos sinais

digitais.

Alguns algoritmos de compressão de sinais digitalizados de voz conseguem comprimir os

bits de 64.000 (64K), podemos trafegar oito canais de voz que ocupam 8Kbps da banda cada

um. Isto produz uma economia significativa nas transmissões de voz digitalizada.


109

Antenas

Temos dois tipos de antenas mais usadas que são:

Parabólica-Focal Point

O alimentador do sinal fica no foco da antena.

Cassegrain

O alimentador do sinal fica na superfície da parábola, irradiando o sinal para um sub- refletor

que reflete o sinal para a parábola, a qual por sua vez reflete para o espaço e vice-versa.

Assim vemos que para frequências maiores, podemos ter antenas menores para u7m

mesmo ganho de potência. Desta forma, explica-se o tamanho reduzido das antenas que

utilizam frequências mais elevadas como as da banda Ku.




110

UNIDADE 21 GPS – Sistema de Posicionamento Global

Se imagine na seguinte situação: Você está num cruzeiro pela Oceania, e de repente o navio

bate contra um rochedo e ele afunda. Você como estava perto dos botes salva vidas se

atirou para dentro de um e conseguiu se salvar. Mas aonde você esta? A Oceania é tão

vasta que as possibilidades de você se salvar sem um ponto de referência são remotas.

Agora imagine você com um aparelho de posicionamento global, no qual lhe permite se

localizar em qualquer lugar do globo. Ajudaria não? Vamos entender um pouco mais sobre

essa ferramenta chamada GPS.

Basicamente muito tem se falado, ou mesmo explicado sobre GPS – Sistema de

Posicionamento Global - mas o que efetivamente significa essa tecnologia? Quais os

benefícios trazidos à sociedade?

GPS é um sistema de navegação ou posicionamento global

concebido pelo Departamento de Defesa norte-americano por

razões militares. Esse sistema é muito bem estruturado e provê

aos usuários de aparelhos receptores (capazes de receber e

decodificar os sinais emitidos pelos satélites) um meio de obter

informação espacial da própria posição, velocidade, hora precisa.

Mas qual a finalidade desta tecnologia? Podemos saber além da nossa posição, expressa

por coordenadas geográficas e/ou UTM, a hora, a velocidade, tempo estimado de chegada

em um destino, além de contarmos com uma bússola digital que mostra, através de uma

seta, em qual direção devemos seguir para alcançarmos determinado local.

O que então, o GPS traz consigo? A maior importância disponível seria: posição e tempo.

Em si, esta posição expressada em coordenadas não é capaz de solucionar problema algum,

mas associada a um mapa, já mostra outra realidade. Para uma informação ilustrada o GPS


111

é utilizado junto a um microcomputador que traduzirá e apresentará dados importantes da

localização.

Essa abordagem, entre outras, será apresentada observando desde a sua concepção e fatos

que impulsionaram a sua criação, até as tecnologias aplicadas atualmente deste fascinante

mundo da TECNOLOGIA GPS.

UM POUCO DE HISTÓRIA

No dia 23 de agosto de 1499, o navegador italiano Américo Vespúcio acreditava estar

navegando pelas costas das Índias, baseado nos relatos de seu colega e patrício Cristóvão

Colombo. Levava a bordo de sua caravela um Almanaque - livro que listava as posições e os

eventos relacionados aos corpos celestes - que previa o alinhamento da Lua com Marte para

a meia-noite daquele dia. Vespúcio esperou até quase o amanhecer para observá-lo.

Sabendo que a referência dos dados contidos no Almanaque era a cidade de Ferrara, na

Itália, avaliou a diferença de tempo entre as duas observações e, com o valor do diâmetro da

Terra já conhecido, pôde calcular a que distância se encontrava de Ferrara - sua longitude.

Concluiu que não poderia estar nas costas das Índias e afirmou categoricamente que

Colombo havia descoberto um novo continente. Foi a primeira pessoa a saber a verdade

sobre o Novo Mundo.

A RÁDIO-NAVEGAÇÃO

O uso de sinais de rádio para determinar a posição foi um avanço significante na navegação.

O equipamento para rádio-navegação apareceu em 1912. Não era muito preciso, mas

funcionou até que a II Grande Guerra permitisse o desenvolvimento do RADAR - Radio

Detection And Ranging - e a capacidade de medir lapsos de tempo entre emissão/recepção


112

de ondas de rádio ( Figura 1).

Figura 1 – Sistema para Navegação

Para determinar a posição, mede-se o lapso de tempo dos sinais provenientes de locais

conhecidos. Os sinais de rádio são emitidos de transmissores exatamente ao mesmo tempo

e têm a mesma velocidade de propagação. Um receptor localizado entre os transmissores

detecta qual sinal chega primeiro e o tempo até a chegada do segundo sinal. Se o operador

conhece as exatas localizações dos transmissores, a velocidade das ondas de rádio e o

lapso de tempo entre os dois sinais, ele pode calcular sua localização em uma dimensão. Se

usarmos três transmissores, podemos obter uma posição bidimensional, em latitude e

longitude. O GPS funciona baseado nos mesmos princípios. Os transmissores de rádio são

substituídos por satélites que orbitam a Terra a 20.200 km e permitem conhecer a posição

em três dimensões: latitude, longitude e altitude.

O que é o GPS?

O Sistema de Posicionamento Global, conhecido por GPS (do

acrônimo do inglês Global Positioning System), é um sistema de

posicionamento por satélite, por vezes incorretamente

designado de sistema de navegação, utilizado para

determinação da posição de um receptor na superfície da Terra

ou em órbita.

Com o lançamento do satélite Sputinik pelos russos em 1957,

começa a utilização de satélites para o posicionamento

geodésico. Em 1958 os americanos lançaram o satélite Vanguard tendo assim o início do

desenvolvimento do sistema Navstar (Navigation Satellite with Timing and Ranging). A partir

de 1967 foi liberado para uso civil, o sistema denominado Navy Navigation Satellite System

System (NNSS) também chamado de Transit. Em 1973 iniciou-se o desenvolvimento do


113

Global Positioning System (GPS) (Figura 2), projetado pelo Departamento de Defesa dos

Estados Unidos da América (DoD), para oferecer a posição instantânea, bem como a

velocidade e o horário 24 horas por dia, sob quaisquer condições atmosféricas e em

qualquer ponto do globo terrestre, ou bem próxima a ele, num referencial tridimensional.

O sistema GPS entrou em operação em 1991 e em 1993 a constelação dos satélites

utilizados pelo sistema foi concluída. Desde o lançamento dos primeiros receptores GPS no

mercado, tem havido um crescente número de aplicações nos levantamentos topográficos,

cartográficos e de navegação, face às vantagens oferecidas pelo sistema quanto à precisão,

rapidez, versatilidade e economia, além de permitir em tempo real, o posicionamento em 3D.

Para o uso civil, os serviços disponíveis são chamados Standard Positioning Service (SPS).

Ainda para uso civil existe o serviço, com restrição, denominado Precise Positioning Service

(PPS). A precisão do posicionamento de pontos depende do tipo de serviço. Para garantir a

segurança do sistema, (Figura 3) foi dividido em frequências, militar Anti-Spoofing (AS) e o

Selective Availability (AS).


114

Figura 3 – Segmentos do Sistema de Posicionamento Global (GPS)

Depois da Segunda Guerra Mundial, o U.S.DoD empenhou-

se em encontrar uma solução para o problema do

posicionamento preciso e absoluto. Decorreram vários

projetos e experiências durante os seguintes 25 anos,

incluindo Loran, Transit etc. Todos permitiam determinar a

posição, mas eram limitados em precisão ou

funcionalidade. No começo da década de 70, um novo

projeto foi proposto, o GPS que foi declarado totalmente

operacional apenas em 1995.

O sistema de posicionamento global é baseado em

satélites de navegação, consistindo em uma rede de 24

satélites orbitando a uma altura de cerca de 20.000 km no

espaço e em seis diferentes rotas orbitais com uma

inclinação de 55º em relação ao equador, e com um

período de revolução de 12 horas siderais emitindo

simultaneamente sinais de rádio codificados. Estes satélites


115

estão em constante movimento, dando duas voltas em torno da Terra em quase 24 horas.

Isso vem acarretar uma repetição na configuração dos satélites com uma repetição de quatro

minutos mais cedo diariamente em um mesmo local (Figura 4).

Se calcularmos sua velocidade, chegaremos a espantosa cifra de 3,33 km/s, com uma

tecnologia que permite a localização precisa de qualquer pessoa no planeta. Seu

desenvolvimento custou 10 bilhões de dólares e testes realizados em 1972 mostraram que a

pior precisão era de 15 metros e a melhor, 1 metro. Preocupados com o uso inadequado,

militares americanos implantaram duas opções: para usuários autorizados (eles mesmos) e

usuários não autorizados (civis).

Os receptores GPS de uso militar têm precisão de 1 metro e os de uso civil, de 15 a 100

metros. Cada satélite emite um sinal que contem: códigos de precisão (P); código geral (CA)

e informação de status. Como outros sistemas de rádio-navegação, todos os satélites enviam

seus sinais de rádio exatamente ao mesmo tempo, permitindo ao receptor avaliar o lapso

entre emissão/recepção. A potência de transmissão é de apenas 50 Watts. À hora/padrão

GPS é passada para o receptor do usuário. Receptores GPS em qualquer parte do mundo

mostrarão a mesma hora, minuto, segundo e até milímetros de segundo. À hora/padrão é

altamente precisa, porque cada satélite tem um relógio atômico, com precisão de nano

segundo - mais preciso que a própria rotação da Terra.

O receptor tem que reconhecer as localizações dos satélites. Uma lista de posições

conhecidas como almanaque, é transmitida de cada satélite para os receptores, controles em

terra rastreiam os satélites e mantém seus almanaques atualizados. Cada satélite tem

códigos P e CA únicos, e o receptor pode destingi-los. Os códigos P são mais complexos

que os CA, e somente usuários militares podem reconhecê-los, pois seus receptores têm o

valor para comparação na memória. Receptores civis medem os lapsos de tempo entre a


116

recepção dos sinais codificados em CA. O conceito da rádio-navegação depende

inteiramente da transmissão simultânea de rádio-sinais. O controle da Terra interfere fazendo

com que alguns satélites enviem seus sinais CA antes ou depois dos outros.

A interferência deliberada introduzida pelo Departamento de

Defesa dos EUA é a fonte da Disponibilidade Seletiva -

Selective Availability (AS). Os civis desconhecem o valor do

erro, que é alterado aleatoriamente e estão entre 15 e 100

metros. Os receptores militares não são afetados. Existe outra

fonte de erro que afeta os receptores civis: a interferência

ionosférica. Quando um sinal de rádio percorre os elétrons

livres na ionosfera, sofre certo atraso. Sinais de frequências

diferentes sofrem atrasos diferentes. Para detectar esse

atraso, os satélites do sistema enviam o código P em duas

ondas de rádio de diferentes frequências, chamadas L1 e L2, (Figura 5). Receptores caros

rastreiam ambas as freqüências e medem a diferença entre a recepção dos sinais L1 e L2,

calculam o atraso devido aos elétrons livres e fazem correções para o efeito da ionosfera.

Receptores civis não podem corrigir a interferência ionosférica porque os códigos CA são

gerados apenas na frequência L1 (1575,42 MHz). Existem receptores específicos,

conhecidos como não codificados, que desconhecem os valores do código P, obtendo sua

precisão usando técnicas especiais de processamento. Recebem e processam o código P

por um número de dias e podem obter uma

posição fixa com precisão de 10 mm. Os sinais

gerados pelos satélites contêm um "código de

identidade", status e dados do almanaque. O

código de identidade (Pseudo-Random Code -

PRN) identifica qual satélite está transmitindo, os

dados de status são constantemente transmitidos

por cada satélite contém informações

operacionais, se operando ou não, hora, dia, mês


117

e ano, para a determinação da posição, e os de almanaque dizem ao receptor onde procurar

cada satélite a qualquer momento do dia.

Com um mínimo de três satélites, o receptor pode determinar

uma posição Latitude e Longitude - que é chamada posição fixa

2D - com quatro ou mais satélites, um receptor pode determinar

uma posição 3D, ou seja, Latitude, Longitude e Altitude.

Atualizando continuamente a posição, um receptor GPS poderá

também informar precisamente a velocidade e a direção do

deslocamento.

O primeiro satélite GPS foi lançado em fevereiro de 1978.

Cada satélite transmite em três frequências, mas o GPS civil utiliza a frequência L1 de

1575,42 MHz.

Cada satélite tem uma expectativa de vida de 10 anos. Substitutos são constantemente

construídos e lançados em órbita, havendo reservas para até 2006.

As rotas orbitais destes satélites estão entre as latitudes de aproximadamente 60º Norte e

60º Sul, significando que se pode receber sinais em qualquer lugar do mundo e a qualquer

hora, o GPS opera sob todas as condições atmosféricas, diferenciando neste aspecto dos

antigos sistemas de navegação.


118

UNIDADE 22

Categorias dos sistemas GPS

O Serviço de posicionamento padrão (SPS-Standard Positioning Service) está disponível

para todos os utilizadores. Opera apenas em L1 e é usado na aquisição inicial dos sinais do

satélite, através da sintonia do código C/A. Antigamente, quando estava afetado pelo SA

permitia aos utilizadores obter precisões na ordem dos 100 metros. Atualmente disponibiliza

uma precisão muito semelhante à dada pelo PPS, ou seja na ordem dos 20 metros.

O Serviço de posicionamento preciso (PPS - Precise Positioning Service) está disponível

apenas para utilizadores autorizados pelo governo dos EUA Opera em L1 e L2 através do

código P(Y), permite obter precisões de 22m e 27.7m para o posicionamento horizontal e

vertical respectivamente (95%) e 100 ns na transferência de tempo para UTC (95%).

O objetivo inicial do U.S. DoD era disponibilizar dois serviços com precisões diferenciadas. O

SPS foi idealizado para proporcionar navegação em tempo real com uma exatidão muito

inferior ao proporcionado pelo PPS, mas verificou-se que os receptores usando apenas o

código C/A proporcionavam uma exatidão muito próxima dos que usavam o código P. Como

resultado o Departamento de Defesa implementou duas técnicas para limitar a precisão do

sistema aos utilizadores autorizados:

Acesso Selectivo (SA - Selective Availability) - Consiste na manipulação da mensagem de

navegação de modo a degradar a informação inerente ao relógio do satélite e às efemérides

radiodifundidas. O SA foi removido em 1 de Maio de 2000.

Anti-Sabotagem (AS - Anti-spoofing) - é semelhante ao SA, no propósito de negar, aos civis

e potências hostis, o acesso ao código P. Este sistema impede que os receptores GPS

sejam enganados por falsos sinais encriptando o código P num sinal chamado código Y.

Apenas os receptores militares conseguem desencriptar o código Y.


119

Os militares americanos fazem uso dos receptores GPS para estimar suas posições e

deslocamentos quando realizam manobras de combate e de treinamento. Como exemplos

podem ser citados a Guerra do Golfo e, mais recentemente, a Guerra do Afeganistão, onde

os receptores GPS foram usados para o deslocamento de tropas e na navegação de mísseis

até o alvo inimigo.

Existem, contudo, equipamentos para usuários autorizados, de uma precisão na ordem de

milímetros. Estes receptores são utilizados em estudos geodésicos.

Segmento de Usuários:

Navegação para aviões, carros, navios e outros meios de transporte;

Posicionamento de objetos e dados no espaço;

Movimentos de placas tectônicas;

Esportes radicais.

Usuários Militares Autorizados:

Soldados norte- americanos (Guerra do Afeganistão)

Pesquisa Geodésica.

O suprimento de energia para os GPS da primeira geração foi um fator

crítico, entretanto nos aparelhos modernos foram concebidos para


120

terem um consumo mínimo de energia. Alguns chegam mesmo a operar com pilhas, embora

possam ter bateria interna recarregável.

Os receptores GPS podem ser classificados de três formas: para uso da comunidade usuária

militar ou civil; para aplicação em navegação, geodésica e uso direto em Sistema de

Informações Geográficas (SIG). Estas divisões ajudam os usuários na identificação do

receptor adequado às suas necessidades, independentemente da classificação adotada.

O Projeto Tracksource foi criado com o intuito de construir mapas vetoriais do Brasil, para

uso em aparelhos GPS da Garmin. O projeto surgiu porque os mapas fornecidos pela

Garmin, no Brasil, são de baixa qualidade. Não têm detalhes internos das cidades, somente

uma parte das rodovias federais e estaduais aparece, e há muitos problemas de precisão

nos traçados e posicionamento.

Técnicas de posicionamento do GPS

Independentemente do estado do objeto, pode se ter posicionamentos absoluto e relativo, e

combinações com a presença ou ausência de movimento. Posicionamento é definido como

sendo a posição de objetos com relação a um referencial específico. Outro conceito

importante no geoposicionamento é o de posicionamento em tempo real e o pós-

processado. No primeiro caso, ocorre praticamente no mesmo instante em que as


121

observações são coletadas, já no pós-processado, pontos foram coletados em estimativas

posteriores a coleta.

Cada um deles possui vantagens e desvantagens. Em navegação, por exemplo, é

imprescindível que as posições sejam disponibilizadas em tempo real, já numa rede

geodésica, os dados podem ser pós-processados, permitindo aplicar técnicas mais rigorosas

de controle de qualidade.

O Sistema GPS possui uma capacidade de integração com outros sistemas, ressaltando sua

relação com o Sistema de Informação Geográfica (SIG), capaz de produzir mapas digitais em

tempo real com alta precisão. A interface entre os dois sistemas permitem uma maior

velocidade na obtenção e tratamento dos dados, tendo em vista o desenvolvimento da

tecnologia, os novos mapeamentos nas áreas de geologia e ambiental necessitam se

adequar a ela, para a obtenção de mapas que contenham informações precisas.

Foi criado e é controlado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos da América,

DoD, e pode ser utilizado por qualquer pessoa, gratuitamente,

necessitando apenas de um receptor que capte o sinal emitido pelos

satélites. O DoD fornece dois tipos de serviços GPS: Standard e

Precision. Contrariamente ao que inicialmente acontecia, atualmente

os dois serviços estão disponíveis em regime aberto em qualquer parte

do mundo.

O sistema está dividido em três partes: espacial, de controlo e utilizador. Espacial é

constituída por uma constelação de 24 satélites em órbita terrestre. Estes planos estão

separados entre si por cerca de 60º em longitude e têm inclinações próximas dos 55º em

relação ao plano equatorial terrestre. Foi concebida de forma que existam no mínimo 4

satélites visíveis acima do horizonte, em qualquer ponto da superfície e em qualquer altura.

O componente de controlo é constituído por 5 estações terrestres de rastreio, distribuídas ao

longo da Zona Equatorial, responsáveis pela monitorização das órbitas dos satélites,

sincronização dos relógios atômicos de bordo dos satélites e atualização dos dados de

almanaque que os satélites transmitem além de uma estação de controle principal (MCS-


122

Master Control Station). Outra função importante é determinar as órbitas de cada satélite e

prever a sua trajetória nas 24h seguintes. Esta informação é enviada para cada satélite para

depois ser transmitida, informando o receptor do local onde é possível encontrar o satélite.

O componente de utilizador consiste num receptor que capta os sinais emitidos pelos

satélites, incluindo todos aqueles que usam um receptor GPS para receber e converter o

sinal de código e fase de múltiplos satélites calculando sua posição com base nas distâncias.

Essa posição é dada por latitude, longitude e altitude, coordenadas geodésicas referentes ao

sistema WGS84. O segmento do utilizador consiste num receptor que capta os sinais

emitidos pelos satélites. Um receptor GPS (GPSR), e ainda, elementos necessários como

antenas e software de processamento.


123

UNIDADE 23

Descrição Técnica - Sistemas GPS

Os satélites GPS, construídos pela empresa Rockwell, foram lançados entre Fevereiro de

1978 (Bloco I), e 6 de novembro de 2004 (o 29º). Os satélites têm a bordo relógios atômicos

e constantemente difundem o tempo preciso de acordo com o seu próprio relógio, junto com

informação adicional como os elementos orbitais de movimento, tal como determinado por

um conjunto de estações de observação terrestres.

GPS é encontrado em uma variedade de formatos: de dispositivos integrados dentro de

carros, telefones, relógios, a dispositivos dedicados somente ao GPS.

O receptor não necessita ter um relógio de tão grande

precisão, mas um suficientemente estável. O receptor capta

os sinais de quatro satélites para determinar as suas próprias

coordenadas, e ainda, o tempo. Então, o receptor calcula a

distância de cada um dos quatro satélites, pelo intervalo de

tempo entre o instante local e o instante em que os sinais foram enviados. (Esta distância é

chamada pseudodistância), descodificando as localizações dos satélites a partir dos sinais

de rádio e de uma base de dados interna; sabendo a velocidade de propagação do sinal, o

receptor pode situar-se na intersecção das quatro esferas, uma para cada satélite.

FATORES QUE AFETAM A PRECISÃO DO SISTEMA

A primeira e maior fonte de erro é a Disponibilidade Seletiva (Selective Availability - S.A.). É

uma degradação intencional imposta pelo Departamento de Defesa dos EUA. O Sistema foi

originalmente projetado para uso militar, mas em l980, por decisão do então presidente


124

Ronald Reagan,o Sistema foi liberado para o uso geral, reservando aos militares, a melhor

precisão. Desde então, satélites sujeitos à degradação SA têm sido regularmente lançados.

Hoje, todos os satélites permitem degradação SA. A razão principal é evitar que

organizações terroristas ou forças inimigas se utilizem da precisão. Outro fator que afeta

também a precisão é a 'Geometria dos Satélites' - localização dos satélites em relação uns

aos outros sob, a perspectiva do receptor GPS (Figura 6).

Figura 6 – Geometria dos satélites

Se um receptor GPS estiver localizado sob 4 satélites e todos estiverem na mesma região do

céu, sua geometria é pobre. Na verdade, o receptor pode não

ser capaz de se localizar, pois todas as medidas de distância

provêm da mesma direção. Isto significa que a triangulação é

pobre e a área comum da intersecção das medidas é muito

grande, isto é, a área onde o receptor busca sua posição

cobre um grande espaço. Dessa forma, mesmo que o receptor

mostre uma posição, a precisão não é boa. Com os mesmos 4

satélites, se espalhados em todas as direções, a precisão

melhora drasticamente. Suponhamos os 4 satélites separados

em intervalos de 90º a norte, sul, leste e oeste. A geometria é

ótima, pois as medidas provêm de várias direções. A área

comum de intersecção é muito menor e a precisão muito maior.


125

A geometria dos satélites torna-se importante quando se usa o receptor GPS próximo a

edifícios ou em áreas montanhosas ou vales. Quando os sinais de algum satélite são

bloqueados, a posição relativa dos demais determinará a precisão, ou mesmo se a posição

pode ser obtida. Um receptor de qualidade indica não apenas os satélites disponíveis, mas

também onde estão localizados, permitindo ao operador saber se o sinal de um determinado

satélite está sendo obstruído.

Outra fonte de erro é a interferência resultante da reflexão do sinal em algum objeto, a

mesma que causa a imagem 'fantasma' na televisão. Como o sinal leva mais tempo para

alcançar o receptor, este 'entende' que o satélite está mais longe que na realidade. O erro

causado é de aproximadamente 2m. Outras fontes de erro são: atraso na propagação dos

sinais devido aos efeitos atmosféricos e alterações do relógio interno. Em ambos os casos, o

receptor GPS é projetado para compensar os efeitos.

PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DE UM RECEPTOR

Permitem armazenar pontos em sua memória, através de coordenadas lidas em um mapa;

obtidas pela leitura direta de sua posição ou através de reportagens ou livros especializados

que as publiquem. - Os pontos plotados na memória podem ser combinados formando rotas

que, quando ativadas, permitem que o receptor analise os dados e informe, por exemplo:

tempo, horário provável de chegada e distância até o próximo ponto; tempo, horário provável

de chegada e distância até o destino; horário de nascer e do por do Sol; rumo que você deve

manter para chegar ao próximo ponto de sua rota e muito mais. A função ROTA é importante

porque permite que o receptor guie o usuário do primeiro ponto ao próximo e assim

sucessivamente até o destino.

Quando você atinge um ponto, o receptor busca o próximo - sem a interferência do operador

- automaticamente. A função GO TO é similar, sendo o ponto selecionado o próprio destino,

grava na memória seu deslocamento, permitindo retraçar seu caminho de volta ao ponto de

partida. Pode-se avaliar sua utilidade em barcos, caminhadas e uso fora de estrada. Os

receptores instalados nos carros dos países onde existem mapas digitalizados,


126

computadores de bordo trazem em sua memória mapas detalhados de cidades e endereços

úteis como restaurantes, shopping, hotéis, etc. Um menu permite ao motorista ativar

automaticamente uma rota até o ponto desejado, seja outra cidade, outro bairro ou um

endereço específico.

LIMITAÇÕES

O receptor não é um altímetro confiável, pois o erro de 15 a

100 metros introduzidos e, propositadamente, se aplica

também à altitude. Os sinais dos satélites não penetram

em vegetação densa, vales estreitos, cavernas ou na água.

Montanhas altas ou edifícios próximos também afetam sua

precisão.

Figura 7 – Obstáculos que afetam o desempenho

Para o uso automotivo, deve-se providenciar uma extensão para fixar a antena externamente

ou posicioná-lo junto ao para-brisa. Os conectores são do tipo LM-1 e LF-1, usados por

radioamadores. É importante que o receptor utilize pilhas comercializadas no nosso mercado

e que tenha como acessório um adaptador para ligá-lo no acendedor de cigarros do veículo.


127

No uso em ambiente marinho, é fundamental que o receptor seja a prova d'água para evitar

corrosão em seus componentes.


128

UNIDADE 24

Componentes dos Sistemas GPS

CARACTERÍSTICAS - SINAL

Os satélites transmitem constantemente duas ondas portadoras, estas ondas estão na banda

L, usada para rádio:

L1 (Link one) é transmitida a 1575.42 MHz e contém dois códigos modulados: o código de

aquisição livre (C/A) – Coarse/Acquisition, modulado a 1.023MHz e o código (P) –

Precise/Protected, modulado a 10.23 MHz.

L2 (Link two) é transmitida a 1227.60 MHz e contém apenas o código P.

As portadoras são moduladas com uma mensagem de navegação contendo informação

necessária à determinação da posição do satélite.

RECEPTORES GPS

Existem receptores de diversos fabricantes disponíveis no mercado, desde os portáteis -

pouco maiores que um maço de cigarros, até os sofisticados computadores de bordo de

aviões e navios, passando pelos que equipam muitos carros modernos

Além de receber e decodificar os sinais dos satélites, os receptores são verdadeiros

computadores que permitem várias opções de: referências; sistemas de medidas; sistemas

de coordenadas; armazenagem de dados; troca de dados com outro receptor ou com um

computador; etc. Alguns modelos têm mapas muitos detalhados em suas memórias. Uma

pequena tela de cristal líquido e algumas teclas permitem a interação receptor/usuário

(Figura 9).


129

Figura 9 – Modelo de aparelho que permite interação receptor/usuário.

Ao adquirir um GPS, o item mais importante é definir a aplicação básica que você terá para

um receptor GPS. Identifique então os modelos disponíveis no mercado e liste-os sob a

forma de uma tabela comparativa contendo preços, características principais e acessórios

disponíveis. Acessórios ou características supérfluas à sua aplicação encarecem

desnecessariamente o modelo a ser adquirido. Alguns modelos vêm de fábrica com um

mapa bastante detalhado implantado na memória; permitem entrada/saída de dados para

outros equipamentos e memória extendida de armazenamento de rotas e informações.

Poucas tecnologias emergentes podem igualar à vasta gama de aplicações e o potencial do

GPS. A revolução na navegação lançou as fundações para o desenvolvimento de produtos

que adicionam uma nova dimensão em precisão e conveniência, a um conjunto de indústrias

de transporte, recreativas, de levantamentos topográficos, etc.

Para tirar partido do sistema GPS, os OEM's (Original Equipment Manufacturers ) são

continuamente confrontados com o desafio da escolha de um receptor GPS, que se

enquadre numa determinada especificação. É uma tarefa fácil se estiver à procura de uma

solução em uma só dimensão, mas se a sua aplicação necessitar de uma combinação de

tamanho, performance, efetivação de custos, é importante observar informações técnicas de

cada aparelho.


130

CANAIS

Os receptores não funcionam acima de determinada velocidade de deslocamento, o número

de canais determina qual a velocidade máxima das operações, esse número sendo maior

não significa efetivamente uma maior velocidade.

Depois que os sinais são captados pela antena, são redirecionados para um circuito

eletrônico chamado canal, que reconhece os sinais de diferentes satélites. Um receptor com

um canal lê o sinal de cada satélite sucessivamente até receber os sinais de todos os

satélites rastreados. A técnica é chamada "time multiplexing".

ANTENAS

A antena recebe os sinais dos satélites. Como os sinais são de baixa intensidade, as

dimensões da antena podem ser muito reduzidas.

Receptores portáteis utilizam um dos dois tipos:

Quadrifilar helix: Formato retangular; localização externa; giratória; detecta melhor

satélites localizados mais baixos no horizonte.

Patch (microstrip): menor que a helix; localização interna; pode detectar satélites na

vertical e a 10º acima do horizonte.

Alguns receptores possuem antena destacável, permitindo melhor uso a bordo de veículos. A

antena ativa amplifica os sinais antes de enviá-los para o receptor.

ENTRADA DE DADOS

Receptores GPS foram projetados para serem compactos, não possuindo teclado

alfanumérico. Todos os dados são digitados ou por uma letra, ou por um número ou através

de um símbolo por vez, para o uso associado a outro equipamento. É necessário que o


131

mesmo possua este recurso e possa enviar dados para equipamentos

periféricos, porém, nem todos podem receber dados.

FUNCIONAMENTO

O GPS fornece coordenadas de localização geográfica aos terminais com antenas para

captar seus sinais. Os receptores fixam a posição calculando o tempo de percurso dos sinais

de rádio até pelo menos três, de 24 satélites GPS, que giram em torno da Terra em órbitas

conhecidas. (Figura acima).


132

UNIDADE 25

APLICAÇÕES GPS

Além de sua aplicação óbvia na aviação geral e comercial e na navegação marítima,

qualquer pessoa que queira saber sua posição, encontrar seu caminho para determinado

local (ou de volta ao ponto de partida), conhecer a velocidade e direção de seu deslocamento

pode se beneficiar com o sistema. A comunidade científica o utiliza por seu relógio altamente

preciso. Durante experimentos científicos de coleta de dados, pode-se registrar com precisão

de microssegundos (0, 000001 segundo) quando a amostra foi obtida. Naturalmente a

localização do ponto onde a amostra foi recolhida também pode ser importante.

Agrimensores diminuem custos e obtêm levantamentos precisos mais rapidamente com o

GPS. Unidades específicas têm custo aproximado de 3.000 dólares e precisão de 1 metro,

mas existem receptores mais caros com precisão de 1 centímetro.

A coleta de dados por estes receptores é bem mais lenta. Guardas florestais, trabalhos de

prospecção e exploração de recursos naturais, geólogos, arqueólogos, bombeiros, são

beneficiados pela tecnologia do sistema. O GPS tem se tornado cada vez mais popular

entre: ciclistas, balonistas, pescadores, ecoturistas ou por leigos que queiram apenas

planejar e se orientar durante suas viagens.

Com a popularização do GPS, um novo conceito surgiu na agricultura: a agricultura de

precisão. Uma máquina agrícola dotada de receptor GPS armazena dados relativos à

produtividade em um cartão magnético que, tratados por programa específico, produz um

mapa de produtividade da lavoura. As informações permitem também otimizar a aplicação de

corretivos e fertilizantes. Lavouras americanas e européias já utilizam o processo que tem

enorme potencial em nosso país.


133

Embora o GPS tenha sido desenvolvido para ir ao encontro das necessidades militares, logo

foram desenvolvidas técnicas capazes de torná-lo útil para a comunidade civil.

Em seguida estão apresentadas algumas aplicações no intuito de dar uma visão global das

potencialidades do GPS:

GPS APLICADO AOS TRANSPORTES

A ligação do GPS com o SIG (Sistemas de Informação Geográfica) gerou um grande

interesse por parte do mundo empresarial ligado ao setor do transporte de mercadorias. Já

muitas empresas adotaram sistemas conjuntos GPS/SIG para fazer gestão e monitorização

de frotas. Como exemplo de uma aplicação GPS aos transportes, temos um sistema que a

conhecida empresa de aluguel de automóveis (Hertz) tem utilizado o chamado “Hertz

NeverLost”. Este sistema foi desenvolvido pela Rockwell Automotive e permite localizar um

veiculo em qualquer lugar geográfico. Este sistema equipa alguns veículos e está

posicionado entre o condutor e o passageiro do banco da frente do automóvel.

O sistema funciona da seguinte forma: o condutor (ou o passageiro do lado) escolhe no

écran o destino pretendido, e o “NeverLost” calcula a rota dando depois indicações visuais e


134

verbais como “vire à direita, “vá em frente”, etc. Se por acaso o condutor se enganar no

caminho, o sistema pode recalcular a rota dando caminhos alternativos.

APLICAÇÕES GPS NO DESPORTO

Em 12 de setembro de 1992, foi realizada uma corrida de balões transatlântica. Cinco balões

com tripulação de diferentes países participaram na corrida que se iniciou na América do

Norte e terminou no continente Europeu. Dois receptores GPS Garmin Model 100 foram

levados em cada balão. Os receptores foram usados para ajudar na navegação e para

verificar os recordes do mundo. Em adição, as informações de direção e velocidade dadas

pelo GPS ajudavam às tripulações identificar as correntes de ar, e as informações de posição

permitiam aos salva-vidas encontrar rapidamente as tripulações em perigo devido às

descidas rápidas.

O GPS também já é indispensável não só nos grandes ralis como o Granada-Dakar, como

também nos ralis nacionais.

GPS APLICADO À PROTEÇÃO CIVIL

Alguns serviços de proteção civil, também, já estão utilizando o

GPS. As esquadras de salvamento norte-americanas utilizam,

desde 1992, um receptor Trimble Transpak em ambulâncias,

com o objetivo de guiar os helicópteros de serviços médicos até

elas, muito mais rapidamente e em situações onde a visibilidade

é reduzida.


135

GPS APLICADO À TOPOGRAFIA E GEODESIA

Os avanços tecnológicos da informática e da eletrotécnica vieram revolucionar o modo de

praticar topografia. Primeiro com o aparecimento dos instrumentos eletrônicos de medição de

distancias (EDM) e agora mais recentemente com os receptores GPS.

O GPS é hoje em dia utilizado em todas as aplicações topográficas, a sua precisão

milimétrica permite utilizá-lo para determinar ângulos, distâncias, áreas, coordenar pontos,

efetuar levantamentos, etc.

APLICAÇÕES MILITARES

Embora a constelação de satélites só recentemente tenha sido completada, o GPS já

demonstrou ser um instrumento de grande valor as forças militares norte americanas. Nos

desertos devido à sua imensidão, o terreno parece-nos sempre igual por muitos quilômetros.

Sem um seguro sistema de navegação, as forças norte americanas não poderiam realizar a

Operação Tempestade no Deserto, durante a guerra do Golfo. Com o GPS, os soldados

estavam aptos a ir para qualquer lugar até mesmo à noite e sobre tempestades de areia.

Inicialmente foram comprados 1000 receptores comerciais portáteis para esse uso, mas os

resultados foram tão bons que antes do fim do conflito mais de 9000 receptores comerciais

foram usados no Golfo Pérsico.

Como se pode concluir, seria impossível enumerar toda a multiplicidade de usos do GPS.

Novas aplicações irão sendo desenvolvidas assim como a tecnologia que as envolve.

O futuro do GPS é ilimitado, assim como é a nossa imaginação.


136

Aplicações de entrada e saída de dados

Alguns equipamentos úteis apenas recebem informação de um receptor GPS. Os dados são

continuamente enviados para o equipamento acoplado ao receptor, que os utiliza para outras

finalidades:

Mapa dinâmico: o receptor envia a posição para um computador portátil que a

visualiza através de um ícone sobre um mapa da região.

Piloto automático: o receptor alimenta continuamente um piloto automático com dados

atualizados, que os utiliza para ajustar a direção e permanecer no curso.

Registro automático de dados: transferência de dados obtidos durante o deslocamento

para a memória do equipamento acoplado ao receptor.

Mapeamento: transferência dos dados obtidos durante sua viagem.

Pós-processamento: uso dos dados para cálculos posteriores, reduzindo o efeito da

disponibilidade seletiva.

Um piloto automático é um bom exemplo de trabalho

associado. O receptor é conectado ao piloto automático

e o alimenta continuamente com a presente posição

usando dados para ajustar a direção e permanecer no

curso, esses dados nunca retornam ao receptor. O

receptor GPS deve usar uma linguagem que o equipamento a ele associado possa entender.

Existe uma linguagem padrão para equipamentos de navegação chamada: Protocolo NMEA

- National Maritime Eletronics Association. Existem outras duas linguagens utilizadas nos

receptores com essa capacidade: ACS II (formato de texto de um PC comum); e Proprietary

(linguagens desenvolvidas pelos próprios fabricantes). Poucos receptores portáteis recebem

dados NMEA, mas a maioria, tem saída NMEA. Alguns recebem dados ACS II e podem ser

conectados diretamente ao computador, e outros apenas recebem dados no formato

projetado pelo fabricante, pois querem limitar programas feitos por terceiros para seus

receptores.


137

Existem diferentes formatos de protocolos, então é necessário observar se o receptor e o

equipamento usam o mesmo formato e são compatíveis. Os mais comuns são: 180; 182; 183

versão 1,5; 183 versão 2,0.

O receptor pode também receber dados do computador. Os usos comuns são:

Transferência de pontos plotados no computador para o receptor GPS;

Transferência de pontos plotados no receptor GPS para o computador, liberando sua

capacidade de armazenagem de dados;

Transferência das coordenadas de um ponto selecionadas em um mapa na tela do

computador para o receptor GPS.

Como plottar pontos no receptor pode ser cansativo, devido à ausência de teclado

alfanumérico, um editor permite a entrada de dados rápida e facilmente. Digitando os dados

usando o teclado do computador transferindo-os depois para o receptor. Outra maneira de

plottar os pontos no computador é usar um mapa da área na tela e selecionar os pontos a

serem plottados com um mouse. O computador transfere automaticamente as coordenadas

dos pontos para o receptor.


138

UNIDADE 26

TV Digital

O avanço que a adoção da transmissão digital traz à experiência de assistir a televisão é

comparável à transição da imagem em preto-e-branco para a colorida, e talvez vá ainda

além.

Além de oferecer qualidade de imagem e áudio superiores, a TV digital possibilita diversificar

a programação e oferecer ao usuário maior interatividade com os conteúdos.

A adoção de um Padrão

Na tentativa de evitar o fiasco do sistema Pal-M (adotado na época da transição da

transmissão preto-e-branco para a colorida), que só emplacou no Brasil e atrasou a migração

por falta de economia de escala na produção de equipamentos, o governo optou por criar um

modelo nacional de TV digital baseado em um dos padrões vigentes no mundo: o norte-

americano (ATSC), o europeu (DVB) e o japonês (ISDB).

Essa decisão traz consigo o peso das organizações internacionais na pressão por conquistar

um mercado do porte do Brasil para seu bloco, sem falar na divergência interna da

preferência dos diversos setores envolvidos na adoção do sistema.

“A TV digital é uma mudança de paradigma que afeta diversos segmentos. Não só a

radiodifusão, mas também a telefonia, internet, os fabricantes de eletrônicos, entre outros”,

argumenta Marcelo Zuffo, professor da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.

“De um lado temos a telefonia, que está estagnada e busca novos mercado. De outro, a

radiodifusão, que tem sua atuação limitada pelo espectro disponível e quer exportar

conteúdo para ampliar sua receita. Além disso, há a indústria de eletrônicos que está


139

rachada. Fabricantes europeus pressionam a adoção do DVB e o mesmo vale para os

demais”, detalha o professor.

http://idgnow.uol.com.br/telecom/2006/02/13/idgnoticia.2006-02-13.4003735509/

Quais são os benefícios da TV digital?

A TV digital proporciona imagem com maior definição (a resolução média da TV analógica é

de 480 linhas, enquanto na digital é de 1.080 linhas) e cores mais vivas, além de som mais

rico (a transmissão suporta até seis canais de som - Dolby Digital -, enquanto a analógica

suporta somente dois: mono e estéreo).

O formato da imagem no sistema digital é widescreen (16:9), como a tela de cinema,

diferente do padrão analógico (4:3). Enquanto no sistema analógico a emissora pode enviar

apenas um programa por vez, no digital é possível enviar até seis programas

simultaneamente, permitindo variar a programação ou oferecer uma experiência mais rica,

como assistir um jogo a partir de câmeras diferentes.

Além disso, é possível receber informações junto com a programação, como detalhes do que

aconteceu no último capítulo da novela, dados estatísticos em um jogo de futebol ou a

sinopse de um filme. Por fim, é possível interagir com a programação, votando no time mais

cotado para ganhar uma partida pelo controle remoto, por exemplo.

Além disso, as emissoras podem optar por transmitir programações diferentes pelo mesmo

canal, no formato padrão (SDTV) utilizando a taxa de transporte de 19,4 Mbits por segundo.

“Isto significa que a emissora pode enviar ao usuário, simultaneamente, uma novela, um jogo

de futebol e um programa educativo, por exemplo. Ou mandar três opções de ângulos de

câmera para uma mesma partida esportiva ou filme”, explica Lauro Ferreira, gerente de

negócios da FITec.

Em relação ao som, o ganho também é notável. Enquanto no sistema analógico as opções

se limitam a Mono (um canal) ou Estéreo (dois canais), com a transmissão digital á possível


140

ter acesso a uma experiência similar à proporcionada pelos sistemas de home theater mais

avançados, com seis canais diferentes de saída.

http://idgnow.uol.com.br/telecom/2006/02/13/idgnoticia.2006-02-

13.9209584475/

Configura-se também como uma oportunidade para direcionar a capacitação tecnológica de

que dispõe o País para desenvolver soluções tecnológicas adequadas ao contexto brasileiro.

Estas soluções, embora de caráter eminentemente técnico em sua maioria, levou em conta

nos seus requisitos, vários outros aspectos de interesse da sociedade como: cultura digital,

política tecnológica, industrial e comercial, independência tecnológica, educação e saúde.

A TV digital permite que o usuário receba o sinal de TV em um celular, em tevês móveis e

até mesmo dentro do carro. E o outro principal atributo é a interatividade.


141

UNIDADE 27

Computação Pervasiva

A computação pervasiva tem como objetivo tornar o uso do computador transparente ao

usuário, diferente de como é feito hoje, onde o homem tem que ligar, operar e desligar as

máquinas.

Na computação pervasiva, o homem seria inundado por tantos computadores que ele estaria

interagindo mesmo sem perceber. Para isso é necessário que o computador tenha uma

interface amigável e simples de se usar.

Invisibilidade

Os cientistas já inventaram um chip que pode ser inserido sob a pele, de modo que a

localização de uma pessoa possa ser determinada onde quer que ela esteja. Os sistemas de

localização sem fio em veículos, computadores portáteis, telefones celulares e até mesmo

em pulseiras de relógio, tornozeleiras para presos, são exemplos de que a tecnologia não

para.

Neste novo cenário, surge uma nova era: A computação pervasiva, considerada a mais nova

etapa de desenvolvimento tecnológico. Sua intenção é propiciar uma junção de toda a

humanidade em um ambiente de valor computacional agregado. Uma tecnologia que

permitiu que sistemas computacionais alterem drasticamente o cotidiano de cada ser

humano, sem que ele nem mesmo perceba.

A ideia básica da computação pervasiva é disponibilizar acesso computacional de modo

invisível em todo lugar o tempo todo. Invisível no sentido de que o usuário não precisa

conhecer a tecnologia, mas apenas desfrutar dos benefícios que ela possa oferecer, sendo

na utilização dos computadores pessoais, de PDA’s (Personal Digital Assistant), de celulares,

de acessórios como relógios ou óculos e até mesmo no da própria roupa e corpo humano.


142

Inteligência e Mobilidade

A computação pervasiva (pervasive computing) é uma área recente de pesquisa,

considerada o novo paradigma do século XXI, que visa fornecer uma computação onde se

deseja, quando se deseja, o que se deseja e como se deseja, através da virtualização de

informações, serviços e aplicações. Este ambiente computacional consiste de uma grande

variedade de dispositivos de diversos tipos, móveis ou fixos, aplicações e serviços

interconectados.

Uma das tecnologias para suportar este novo ambiente computacional pode ser a

computação distribuída em larga escala, objeto foco da computação em grade (grid

computing). Aplicações computacionais de processamento intensivo, executadas em uma

infraestrutura de grade, estão requerendo o uso coordenado e compartilhado de recursos em

larga escala oferecidos por diferentes organizações. Como a disponibilização desses

recursos é dinâmica, as aplicações que os utilizam precisam ser construídas de forma

distribuída e adaptativa ao contexto (recursos e serviços) correntemente disponível.

Uma ideia natural é associar-se a esta infraestrutura a flexibilidade introduzida pela

mobilidade e tecnologia sem fio, criando uma grade pervasiva: disponível todo o tempo e

acessível de qualquer lugar. Esta integração é um desafio de pesquisa devido ao fato de que

nem as aplicações nem a própria estrutura de suporte podem ser projetadas com a premissa

de recursos e serviços sempre disponíveis.

www.giito.brturbo.com - A autora é doutoranda do INPE, professora de Sistemas de

Informação e pesquisadora sobre Computação Móvel e Pervasiva.


143


144

UNIDADE 28

Tecnologias para a Casa Inteligente -

A computação pervasiva é também conhecida como Smart House, ou casa inteligente - uma

nova tendência no mercado imobiliário, onde as casas trarão facilidades geradas pelas novas

tecnologias aos moradores, sem que para isso, os mesmos tenham que ser profundos

conhecedores de tecnologia. Vamos falar nesta introdução, um pouco sobre essas

facilidades nas casas do futuro.

Smart Houses

As portas se abrem com um toque do dedo do proprietário. Checada as impressões digitais,

é só entrar, sem cartões, sem chaves. Aos poucos, torna-se realidade o sonho de um lar

totalmente controlado por computadores que reconhecem a voz dos moradores e gerencia

desde sistemas de iluminação e segurança até o aquecimento e a ventilação.

A manutenção dos eletrodomésticos será automatizada e antes das peças quebrarem a

assistência técnica será acionada. Geladeiras, armários e despensas inteligentes vão gerir

os estoques de produtos de higiene e limpeza e alimentos. Ordens de compras serão

enviadas por e-mail, facilitando a vida dos moradores. A luz natural terá melhor

aproveitamento e cortinas e janelas se abrirão conforme a disponibilidade de luz solar. Além

do conforto, a segurança também será privilegiada. Sistemas de combate a incêndio

destravarão portas e fecharão as janelas, isolando as áreas atingidas. O fluxo de ar será

cortado, impedindo que o fogo se propague, e gases inibidores de combustão serão

disparados automaticamente. Se uma fumaça tomar o ambiente, mensagens sonoras

guiarão as pessoas em sua rota de fuga, evitando o pânico. Os novos sistemas de

segurança registram que luzes costumam ficar acessas e por quanto tempo. Este


145

comportamento é gravado e quando o morador está de férias é possível simular a sua

presença, despistando os ladrões.

Mas a grande inovação acontece no entretenimento. O som ambiente vai se deslocar junto

com o morador. Cada um vai contar com a sua programação de áudio e vídeo personalizada

e poderá acioná-la de qualquer cômodo. A TV vai mostrar quem toca a campainha e sem

levantar da poltrona, você vai destrancar a porta. A visita vai encontrá-lo seguindo o caminho

de luz que se acenderá para guiá-la. Os gastos com luz, gás e telefone serão enviados

automaticamente para as companhias de serviço público.

O desperdício de recursos naturais deve desaparecer nas casas inteligentes. A água vai ser

melhor aproveitada. A água de banho vai servir pra lavar a calçada. Vazamentos serão

detectados e o encanador será automaticamente chamado sem você ter que dar um

telefonema. A temperatura será controlada minimizando o consumo de energia. Vidros

especiais vão bloquear alguns comprimentos de onda. Assim o calor não aumenta e o

ambiente continua iluminado.

Artigo – Edifícios Inteligentes

Márcia Inocêncio de Castro, Engª. Integradora de Sistemas de Automação

Busca-se, cada vez mais, maior interação com os meios em que se convive, pois seja no

trabalho ou em casa, já não abrimos mão de e-mails, celular, internet, porque são

facilitadores no nosso cotidiano. As tecnologias disponíveis para habitação podem atender

estas necessidades humanas atuais quando os espaços físicos forem planejados para

recebê-las.

O conceito de edifícios inteligentes vai muito além da segurança e comodidade para os seus

habitantes. Na prática, as definições para edifícios inteligentes na Europa, Estados Unidos,

Japão e Brasil têm como objetivo comum a criação de ambientes eficientes e produtivos

através de custos mínimos. Hoje acrescentaria também as necessidades de


146

sustentabilidade, como por exemplo, o aproveitamento de água das chuvas, gerenciamento

e redução do consumo de energia elétrica, aproveitamento da luz solar no ambiente, etc.

Esta evolução nada mais é do que uma resposta às necessidades tanto de ser sustentável

quanto de conveniência, ambas demandadas do mundo atual: da globalização; da

diversificação e da evolução dos serviços oferecidos e disponibilizados num edifício; da

difusão e popularização das tecnologias mecatrônicas e da informação; da maior

flexibilidade e versatilidade dos recursos, aproveitamento de bens naturais e controle de

consumo por monitoramento e acionamento, buscando sempre eficiência, produtividade e

segurança.

Sistemas de automação proporcionam maior conforto, comodidade e principalmente maior

interação com seus usuários. Mesmo estando ausente do ambiente, através do celular ou do

computador, ou até mesmo de um computador portátil conectado à Internet, é possível

fechar uma persiana do seu escritório ou da sua residência, ou ainda ligar o ar-

condicionado, desligar as luzes, acionar uma banheira, ligar o microondas. Pode-se ainda

combinar o acendimento das luminárias com o uso do home-theater, enfim, o que mais for

planejado.

Os sistemas de automação também podem interagir com outros, como os sistemas de

alarme e segurança, climatização, e demais como de irrigação, onde os quesitos de

aproveitamento e consumo adequado de água são atendidos. A chave de todo o processo

de interação é a criação de uma adequada infraestrutura.

Não importa quantos diferentes produtos ou sistemas estejam envolvidos num projeto, a

relação mais segura dos construtores e usuários com estes sistemas será através do

Integrador. Afinal, é ele que projeta, auxilia na escolha dos equipamentos, acompanha a

instalação e até mesmo lhe presta os serviços de manutenção e atualização.


147

fonte: www.aureside.org.br

http://www.idealhome.com.br/site/default.asp?id=produtos


148

UNIDADE 29

Computação Ubíqua

Quando se comenta o futuro da Internet, muita atenção é dedicada a aspectos relacionados

à velocidade e à capacidade de transferência das tecnologias de redes de computadores do

futuro. Esses são, sem dúvida, aspectos importantes que terão grande impacto no

desenvolvimento de novas aplicações para a Internet, nem mesmo imagináveis com a

tecnologia atual.

No entanto, mesmo com a velocidade e capacidade de transferência atual, a Internet

representa uma novidade tão grande em termos de comunicação que muitos novos usos

ainda devem ser inventados. Uma vertente interessante nesse sentido é a computação

ubíqua.

Conceito e aplicações

Computação ubíqua, como o nome implica, refere-se à capacidade de estar conectado à

rede, e fazer uso da conexão, constantemente, a todo o momento, nas mais variadas

situações. A "Start-up" inglesa realizou um experimento preparatório para o lançamento de

um novo produto para a Web. As pessoas escolhidas para o experimento estavam

acostumadas com o uso de novas tecnologias: participantes de um seminário sobre

computação que aconteceu no St. John's College, da Universidade de Cambridge. Os

participantes receberam gratuitamente, por uma semana, um telefone celular de última

geração (tecnologia GSRM). O equipamento era mais parecido com uma agenda eletrônica

atual, com tela de cristal líquido sensível ao toque, reconhecimento de caracteres

manuscritos, e, mais importante para o experimento, um navegador Web integrado (a ubíqua

Internet Explorer da Microsoft). No sistema de telefonia GSRM o usuário não paga por

conexão, mas sim pela quantidade de informação trocada. Assim, ao contrário do que ocorre


149

com o acesso residencial através de uma linha normal de telefone, onde á necessário

conectar-se, através de um modem, com o provedor no início de uma sessão e desconectar-

se ao final, no sistema GSRM é possível manter-se conectado o tempo todo.

O novo negócio da empresa é baseado nessa possibilidade. A idéia é bastante simples, e

somente terá sucesso se realmente (com se espera) o usuário fizer uso da Web

constantemente, não importando o local: a empresa desenvolveu pequenos botões, de baixo

custo, capazes de comunicação infravermelha de curto alcance. A agenda/telefone

distribuída, assim como a maioria das agendas eletrônicas modernas, também possuía

capacidade de comunicação infravermelha, e ao passar por um desses botões bastava o

usuário apontar o seu telefone para o botão e apertar uma tecla para receber o endereço de

uma página Web com alguma informação específica. A idéia da empresa é espalhar esses

botões pelas cidades: em outdoors de propaganda (para o cliente receber maiores

informações sobre o produto anunciado ou mesmo adquirir instantaneamente o produto),

pontos de ônibus (para o cliente consultar o tempo de espera até a passagem do próximo

ônibus- assumindo que a empresa de ônibus detecte continuamente a posição de seus

veículos, como já fazem algumas), ao lado de quadros de uma exposição ou em museus

(para o usuário receber mais informações sobre a obra exposta), etc.

O mais interessante é que a empresa aposta principalmente na conveniência, pois em

qualquer das situações acima ao invés do botão poderia ser fornecido o endereço da página

desejada, e o usuário digitaria esse endereço em sua agenda/telefone. No entanto, com a

esperada proliferação da disponibilização de informações na Web, os endereços certamente

terão que ser cada vez mais extensos, justificando o uso de botões de acesso.

Os produtos desenvolvidos atualmente podem ser divididos em duas categorias:

1) aqueles que têm visível utilidade prática, tendo, portanto uma condição de comercialização

evidente;

2) aqueles que parecem experiências excêntricas desprovidas de finalidade prática, mas

que na verdade são apenas casos de teste das possibilidades de novas interfaces, da

mobilidade de dispositivos ou da capacidade de desempenhar determinada tarefa. A partir da


150

ideia de reinventar os displays, muitos dispositivos de visualização têm sido desenvolvidos,

como projeção em paredes ou móveis (projeto “Everywhere Display”® da IBM). Dessa

iniciativa derivaram teclados virtuais para PDAs e computadores ou painéis virtuais

holográficos para aviões, carros e casa.

Um pouco de história

Computação ubíqua é um campo da Computação relativamente novo, uma vez que os

primeiros estudos nessa área datam da década de 80 e ocorreram no conhecido Centro de

Pesquisas de Palo Alto (PARC-Palo Alto Research Center) da Xerox, através das pesquisas

de Mark Weiser (considerado o pai dessa nova tecnologia), Bob Sprague, Richard Bruce e

uma equipe multidisciplinar que contava com cientistas da computação, da eletrônica digital,

da cognição humana e até da antropologia. Esse grupo pesquisava as questões relativas à

interface humano/computador, realidades virtuais e agentes inteligentes de software

aplicados a periféricos especiais de computador, de forma a permitir seu uso de maneira

natural, ou seja: sem que o usuário se aperceba ou precise dedicar sua atenção à utilização

desse tipo de computação.

A justificativa desse trabalho está baseada no fato de que a utilização de computadores e

periféricos requer atenção e treinamentos especiais por parte de seus usuários, que se

concentram nas operações do computador e num jargão técnico específico que,

normalmente não tem nada a ver com as tarefas e a área de aplicação desse usuário. É

como se essa tecnologia (informática) invadisse a área de aplicação, exigindo mais atenção

que a própria atividade fim de seus usuários. Com o aumento que se previa (e que acabou

acontecendo) na utilização da informática, ocorreu uma disseminação de dispositivos

computadorizados, aumentando, portanto o ônus de seus usuários de terem que conhecer

interfaces diferentes e diferentes formas de operação desses dispositivos como periféricos

de computador, telefones celulares, handhelds[1] e similares.

Cases – Projetos em desenvolvimento:


151

EasyLiving

Concebido em 1997, pelo grupo de computação ubíqua da Microsoft Research, o EasyLiving

é um projeto que busca desenvolver tecnologias para construção de ambientes inteligentes.

O sistema demonstra muito das possibilidades da computação ubíqua, incluindo

computação móvel, wireless e com programas migratórios. É um ambiente inteligente

com consciência de contexto e sensível a localização. A seguir serão descritas algumas das

funcionalidades implementadas no protótipo atual.

O laboratório EasyLiving conhece a localização das pessoas presentes. Isso é obtido por um

grupo de câmeras estéreo ligadas a um PC que calcula uma imagem de profundidade.

Subtraindo desta imagem a imagem do aposento vazio pode-se encontrar as pessoas, e as

luzes podem ser ligadas ou desligadas automaticamente. Outra câmera no teto rastreia um

teclado sem fio e seu usuário atual.

Quando alguém entra no aposento, recebe um número de identidade provisório, até que se

identifique através de uma senha ou de um scanner de digitais. Com o movimento dos

usuários rastreado, é possível trocar de computador sem se identificar novamente.

No EasyLiving, é possível usar qualquer mouse ou teclado com qualquer monitor, e o mesmo

acontece para portáteis. Um laptop dentro do EasyLiving pode ter seu display transmitido

para uma tela na parede.


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UNIDADE 30

Wearable

Wearables são computadores que uma pessoa carrega consigo, ligados (no sentido de

presos) às suas roupas, dotados de recursos que permitam a seus usuários utilizá-los

enquanto conservam suas mãos livres. Na época, acreditávamos que os maiores usuários

desses equipamentos seriam profissionais que necessitariam dessa liberdade, mas o que

temos visto surgir é um grande número de produtos voltados ao lazer, e não apenas

computadores, mas também iPods, celulares, videogames, etc., a ponto de já se falar em

"Wearable Technology".

E elas são muitas: a Motorola e a Oakley estão fabricando óculos de sol que trazem

tocadores de MP3 e fones de ouvido. A fabricante de luvas para neve O'Neill lançou seu "Fat

Controller", luvas que contém um pequeno joystick que permite ao praticante de esportes de

inverno controlar seu iPod. A Motorola e a Burton Snowboards radicalizaram, lançando a

Audex, uma linha de jaquetas para neve dotada de joystick, fones de ouvido e microfone, que

permite o uso, sem expor as mãos, de iPods e celulares (o preço é alto: a mais barata custa

cerca de 600 dólares).

A Levi's tentou sair de sua crise, lançou, no final de 2006 uma linha de calças e jaquetas

jeans desenhadas especialmente para os usuários de iPods: bolsos especiais, controles tipo

joystick, fones de ouvido, aberturas para passagem de fios, etc.

A criatividade parece não ter limites: fabricantes de roupas estão incorporando aos seus

produtos painéis solares, que dotados de porta USB, permitem aos usuários recarregarem as

baterias de seus equipamentos.


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A proposta de computadores de vestir (projeto Mithrill do MediaLab) propiciou o

aparecimento de roupas computadorizadas como o sistema biométrico da LiveShirt®, que

coleta, analisa, monitora e alerta, de forma autônoma, variáveis biomédicas de seu portador,

como temperatura corporal (interna e ao nível da pele), batimento cardíaco, pressão

sanguínea, saturação de O2 ou CO2 no sangue, ritmo cerebral etc. Outra derivação da

“wearing computing” são as câmeras de vestir, que podem tirar fotos ou fazer pequenos

segmentos de vídeo, de modo automático (intervalos fixos), acionadas mecanicamente pelo

usuário ou acionadas involuntariamente através de mudança de luz, movimentos bruscos,

freqüência cardíaca do usuário, gestos de mão etc. O produto SenseCam® da Microsoft é

uma câmera de pescoço que tem software de reconhecimento facial, informando seu

portador sobre a identidade da pessoa que se aproxima, seu último e-mail, último contato

pessoal etc. O produto Dejaview Câmera® pretende ajudar na captura automática de

situações do dia-a-dia, podendo se transformar num produto para a área de segurança

pessoal, de notícias ou de arte.

As aplicações chamadas de “Internet de vestir” (Weareble Internet Appliances ou WIA),

permitem que o usuário veja o mundo real (por exemplo, o painel de cotações da bolsa de

valores) simultaneamente a visão de gráficos e análises das tendências da bolsa ou

evolução de alguns ativos, permitindo-o interagir com o mundo real (a bolsa de valores) de

maneira instrumentada e mais eficiente.

Roupas inteligentes

Na Idade da Pedra, o ser humano recorria às peles de animais em busca de calor e

proteção. Em plena era da informação, as roupas ficaram inteligentes e há desde tecidos que

se adaptam às variações climáticas e evitam as constrangedoras manchas de suor debaixo

do braço até protótipos como jaqueta com celular, cueca com ar condicionado, camiseta com

sensores para medir pressão, temperatura e batimentos cardíacos ou a luva que aciona um

alarme antisstress.


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Nos próximos anos, estaremos enchendo os nossos armários com camisas inteligentes, que

poderão ler nossa frequência cardíaca e respiratória, e jaquetas musicais com teclados

embutidos de fábrica. Monitores de diodo de baixa emissão de luz (LED) podem ainda ser

integrados para mostrar texto e imagens

Assim como todas as roupas, o vestuário computadorizado começa com sua própria linha.

Algodão, poliéster ou cetim não têm as propriedades necessárias para transportar corrente

elétrica às roupas digitais. Entretanto, fios metálicos não é novidade à indústria de roupas.

Vimos estes tecidos metálicos, usados para fazer manifestações de moda, durante anos.

Pesquisadores estão usando organza de seda, um tecido único que foi usado para fazer

roupas na Índia por, pelo menos, um século.

O desenvolvimento de fios digitais abriu oportunidades para toda uma indústria de roupas

computadorizadas. Não será surpresa se uma grande variedade de trajes digitais entrar no

cotidiano do mercado consumidor.

Jaquetas musicais, camisas que monitoram os índices cardíacos e respiratórios, camisetas

desenvolvidas especialmente para atletas, são alguns dos exemplos de aplicações das

roupas inteligentes.

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=roupas-inteligentes-

utilizam-biossensores-para-monitorar-estado-de-saude

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010110070314


155




156

GLOSSÁRIO Caso haja dúvidas sobre algum termo ou sigla utilizada, consulte o link Glossário em sua

sala de aula, no site da ESAB.


157

BIBLIOGRAFIA Caso haja dúvidas sobre algum termo ou sigla utilizada, consulte o link Bibliografia em

sua sala de aula, no site da ESAB.

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