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Conceitos básicos ................................
Modulação ................................
Amostragem ................................
Quantização ................................
Codificação ................................
Introdução ao conceito de hierarquia
TELEFONIA CELULAR ................................
ARQUITETURAS DE MÚLTIPLO
2
Sumário
................................................................................................
................................................................................................................................
.............................................................................................................................
..............................................................................................................................
...............................................................................................................................
hierarquia digital: ................................................................
................................................................................................
MÚLTIPLO ACESSO ................................................................
Telefonia II
...................................................... 3
.................................. 5
............................. 10
.............................. 11
............................... 11
.................................... 14
....................................... 19
................................... 28
Conceitos básicos
Freqüência
Designação que inEletrônica e Telecomunicações repete um ciclo de 360º.
Hertz(Hz)
É a unidade básica
foi uma homenagem ao físico efeito das ondas eletromagnéticasUm ciclo por segundo equivalent
Banda
O mesmo que faixa
freqüências(escala de freqüênciasfísica do meio de transmissão do meio.
Largura de Banda (bandwidth)
A largura de band
Pode ser também designada combanda.
Sinal Analógico
É um sinal que varia
exemplo mais claro é uma onda
Sinal Digital
É um sinal que possusinal de onda quadrada criada
Transmissão Síncrona
É uma transmissão qu
base de tempo estipula a cadêncie temporal. Necessita de um "clock"(relógioos equipamentos. Possui alta eficiênccada 100.000 transmitidos.
Na transmissão síncrondo receptor precisam haver o mecanismo
3
indica quão repetidamente um evento periódico s representa o número de vezes por segundo
a de freqüência, medida em ciclos por segundo. o alemão Heinrich Rudolf Hertz, falecido em 1894.
eletromagnéticas, que alavancou e possibilitou a comunicação equivalente a um Hertz(1 Hz).
a de freqüências. É um intervalo entre dois valoreias) chamados freqüências-limite. A banda passante
o e normalmente depende da construção, espessur
da é a diferença entre as duas freqüências-limitcomo a “largura de faixa”. Em resumo, é o tamanh
a de forma contínua suas freqüências no transcorrea senoidal qualquer.
possui valores distintos no transcorrer do tempo. U por um gerador de pulsos.
que se caracteriza por um fluxo contínuo de informaçõescadência da velocidade de envio das informações
"clock"(relógio) in- terno para dimensionar e controlar eficiência. Segundo normas internacionais, é toleráve
síncrona não há interrupção. As referências de tempo (relógios
m ser idênticas. Por isso, neste tipo de transmissão de controle dos "pulsos do relógio".
Telefonia II
o se reali- za. Em o que um evento se
. O nome da unidade . O físico estudou o em longas distancias.
valores no espectro de e é uma propriedade
espessura e comprimento
limite de uma banda. tamanho físico de uma
transcorrer do tempo. O
Um exemplo é um
informações, onde uma s de forma ordenada r o sincronismo entre
tolerável 1 bit errado a
(relógios) do transmissor e transmissão é fundamental
Transmissão Assíncrona
É uma transmissão
início (START ou bit de partida)ddo caracter. O termo assíncroncaracteres. Possui baixa eficiência
A decodificação destconseguir definir os bits recebidoconhecida como "relógio". O sinasinal que chega, além de marcacompletamente transmitido, permitindrecebido. E o processo recomeç
Ruídos
Os ruídos são con
a performance
Ruído Térmico
É o ruído gerado e provenientcomponentes eletrônicos.
Ruído Impulsivo
É o ruído gerado po
Sua forma de onda se apresent de uma TV. Observa-se uma interferênci
Ruído Branco
É também denomina
cor branca, que possui todas a
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o que se utiliza de um elemento de sinalizaçãpartida)do caracter e outro para indicar o término(STOP
assíncrono refere-se à ir- regularidade dos instantes cia.
deste sinal digital só se processa satisfatoriament
recebidos e compará-los a uma seqüência de bits sinal start sinaliza ao receptor que alinhe o rel
marcar o início da mensagem. O stop indica qutindo ao receptor avaliar se recebeu todos os bit
recomeça com o próximo caracter.
nstituídos por sinais eletrônicos espúreos que tendee dos canais de comunicação.
proveniente do calor liberado pela passagem de corrente
por máquinas e motores de corrente alternada eresente em picos simétricos em relação ao eixo zero
é um liquidificador ligado na mesma linhinterferência de chuviscos na tela.
denominado ruído Gaussiano.E obteve este nome pos outras cores.Consegue interferir em freqüências
Telefonia II
sinalização para determinar o P ou bit de parada)
s de ocorrências dos
satisfatoriamente se o receptor gerada internamente,
relógio interno com o que o caracter já foi
bits que deve- ria ter
tendem a degradar
e elétrica em
em uma transmissão. zero. Um bom exemplo
linha de alimentação
por se assemelhar à s numa escala de
zero Hertz a está presente em qualquer sistembranco que ouvimos.
Modulação
De um modo simples
freqüências mais altas visando na transmissão, menores equipamcaracterísticas operacionais para
Modem
Quando acontece a transmissão pelo meio físico de transmissãosinal digital original chega distorcid
A forma digital é, série de Fourier), um somatório oferece perdas ou atenuações ondas teria ao chegar no destino"trem de pulsos" da informaçãogerada no transmissor.
Para resolver este digital de forma a garantir a integridadUm MODEM converte o sinal ser transmitido nos meios atualmentMODu- lador e DEModulador.
Existem duas classificações para
a) Modem analógico
b) Modem digital ou DATA
Modulação Analógica
A modulação analógicmodulante. Esta forma de sinal (AM). Se ocorrer uma variação que há uma modulação FM ou
Modulação Digital
Identificada também formas de ondas ou mensagensvalores, ou também chamados, valore
No caso de uma mosão representadas com apenas números, chamados "trem de puls
Na verdade, uma como base à informação bináriMarcas(AMI), onde cada bit um
5
100.000 Ghz. Desta sistema de comunicação. Um rádio fora da estaçã
simples, é a transmissão de baixas freqüências incorporada
o antenas menores, maiores alcances das transequipamentos etc. Cada equipamento de transmissãa cada tipo de modulação.
o do sina1 digital, este incorpora as interferênciasmissão. Em longas distancias, por sua vez, a onda quadradistorcida ou deformada no receptor.
, como foi demonstrado no estudo da análise matemático infinito de ondas senoidais. Qual- quer meio físic
s maiores em deter- minadas freqüências. Portanto, destino, vários componentes prejudicados, o que altera
informação, não possibilitando a recuperação da informaçã
e problema, foram desenvolvidos dispositivos capazeintegridade da informação transmitida. Este dispositivo
digital proveniente do equipamento transmissor paratualmente disponíveis. A palavra MODEM é a con
a um modem :
SET
analógica varia constantemente a amplitude da onda e é chamada de modulação em amplitude
o de freqüências em função do sinal, mantendo-se u modulação em freqüência modulada.
como modulação discreta ou codificada . Tem commensagens, segundo um código pré- estabelecido,utilizando
valores discretos. odulação binária,estas mesmas mensagens (formas ds dois símbolos, o binário "1" e o binário "0". A pulsos",em tem- pos determinados, cria a modulaçã
a modulação digital praticamente cria uma outra inária original. Como por exemplo, a Inver- m possui polaridade contrária ao bit anterior.
Telefonia II
a feita, se instala e estação amplifica o ruído
incorporadas a
trans- missões, qualidade transmissão tem suas
interferências e perdas geradas quadrada simétrica do
matemática (chamada físico de transmissão , esse somatório de
alteraria profundamente o informação tal qual ela foi
capazes de tratar o sinal o chama-se MODEM. para que este possa
contração das palavras
em função do sinal
e a amplitude, diz-se
como objetivo transmitir o um conjunto finito de
de ondas analógicas) A combinação destes
modulação codificada. a codifi- cação tendo são alternada de
Modulação ASK
Inspirado na Telegrafia. ConsistDesta forma, quando o bit a
“0”, há uma ausência de portadora ausência de sinal permite otransmissão, esta modulação não
Modulação FSK (Frequency Shift
Esta modulação em Fportadora em função do sinal transmitida será a freqüência po(Fp). Enquanto que, ocorrendo o portadora mais uma freqüência portadora. Ou seja, (Fp + Fd) . BasicamenComo vantagem é relativamentEntretanto, incre- menta reduçãprincipalmente quando se utilizfreqüências, cada uma correspondendPorém, transmissão, ou maior banda passante
Modulação PSK (Phase Shift Keying
Nesta modulação, a
6
Consiste basicamente em variar a amplitude do sina ser transmitido é“1”, a freqüência portadora é en
de transmissão. E quand
portadora na linha por um tempo determinado.Como o aumento de sinais espúrios, distorções e ruído
não mais é utilizada.
Shift -Keying) – Modulação em Freqüência por Ch
FM (Freqüência Modulada) se estrutura em variar a freqüêncil digital. Quando ocorrer o nível alto “0” a
ortadora o nível alto “1” a freqüência transmitida será a freqüênci
a de desvio, que resulta em uma freqüência maiBasicamente, esta técnica é utilizada em transmissõe
amente imune a ruídos, garantindo transmissões redução do número de freqüências possíveis par
utiliza 4 freqüências de transmissão diferentes, pondendo a dois bits). Esta técnica permite aumenta
necessita de maior banda de passante.
Keying ) – Modulação em Fase por Ch aveament
, a fase da portadora é que se altera. Cada bit,
Telefonia II
inal a ser transmitido. nviada no meio físico
quando acontecer o bit
o em telecomunicações ruído em uma linha de
Chaveamen- to:
freqüência da onda freqüência resultante
freqüência da mais alta que a da
transmissões assíncronas. de alta qualidade.
para sua utilização, , como o 4FSK (4
aumentar a taxa de bits. e freqüência de
aveament o
, “0” ou “1”
corresponde a uma fase distintaser transmitido, haverá uma anterior. Dentro deste contexto,a transiçãpara “zero”. Esta forma específica
Nesta técnica de modulaçã
temporizada ”, já que o equipamentfreqüência da onda recebidanecessitam de sofisticação. PoASK e FSK.
Modulação DPSK (Differential PhasChaveamento
Basicamente se es
ocorre o bit zero, executa umfor 1 não haverá inversão. Nada
Modulação DPSK-4 (Differentia l Chaveamento - 4
É uma variação do
2 bits, chamado DIBIT. Pelas variações. Cada estado é representad
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nta. Quando ocorrer uma transição de nível lógico mudança de 180 graus na fase da portadora co
transição se dá tanto de nível lógico “zero” para “uma do PSK é chamada de BPSK(Binary Phase Sh
modulação é imprescindível o uso da “detecção sí ncronaequipamento deve ter o conhecimento preciso a respeit
. Dentro deste conceito, os circuitos receptivPor outro la- do, carregam um desempenho melho
Phase Shift Keying) – Modulação em Fase Di feren
estrutura em uma mudança angular na fase da inversão na fase da portadora de 180 graus
a se altera na fase.
l Phase Shift Keying - 4) - Modulação em Fas
o DPSK que tem como unidade de informação um s possíveis combinações, dois bitsdefinem 4 possívei
representado por uma alteração no ângulo da portadora
Telefonia II
o do sinal digital a com relação ao ângulo “um” como de “um”
Shift Ke- ying)
ncrona ” ou “detecção respeito da fase e
vos (demoduladores) melhor que as técnicas
feren - cial por
da portadora. Quando graus. Já quando o bit
Fase Di- ferencial por
m grupo de possíveis estados ou
a senoidal, que vem a
Modulação DPSK-8 (Differentia l Chaveamento - 8
A unidade de informação senta uma variação
bela a seguir:
Modulação QPSK(Quadrature PhasQuadratura
É uma técnica d
parâmetros de fase e quadratura transmitirmos 2 bits por símbolohaverá 4 tipos de símbolos possíveiscada um deles correspondendo a
A modulação QPSK vocoder já codificado. Um vocodeKbps. Um código de 128 bits resultmodulação QPSK, o resultado é
8
l Phase Shift Keying - 8) Modulação em Fase
informação é o TRIBIT onde cada combinação de três
variação de fase em múltiplos de 45°(quarenta e c inco
Phase Shift Keying) Modulação em Fase Dif erencia
de modulação derivada do PSK. Porém, nestra da onda portadora para modular o sinal de informação
símbolo, ao invés de 1 bit por símbolo como no capossíveis, a portadora pode assumir 4 valores
o a um dibit, como no exemplo abaixo:45°,135°,225 ° K é usada no sistema celular CDMA para modula
vocoder de 8 Kbps produz um sinal bruto de 9,resulta num sinal digital a 1.228,8 Kbps muito comé uma onda senoidal com 614,4 variações de fas
Telefonia II
e Dif- ferencial por
três bits repre-
graus) como na ta-
erencia l por
ste caso, utiliza-se informação. Assim, se
aso do PSK. Como de fases diferentes, ° e 315°.
modular o sinal do 9,6 com- plexo. Depois da fase por segundo.
Modulação QAM – ModulaçãModulation):
Na verdade esta modulaçã
modifica simultaneamentpode ser camada de modulação
Modulação analógica de pulso
PAM : Modulação por Amplitude de Pulsos : Nesta modulação, o valor da amplitude da amostra é repre- sentado pela amplitude do pulso.
PDM : Modulação por Duração dos Pulsos – O valor da amplitude da amostra é representado pela largu- ra do pulso.
PPM : Modulação por Posição do Pulso – O valor da amplitude da amostra é representado pela posição do pulso em relação a uma marca de referência. Veja e analise a figura a seguir:
Digitalização de um sinal analógic
As técnicas de
relacionadas à transmissão de teorema de amostragem comprovadBell System nos anos 20 e Kupfmüllerrecuperado do outro lado da linhnum si- nal analógico muito semelhantadequados de tempo.
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Modulaçã o por Amplitude em Quadratura
modulação é uma composição híbrida das técnicas ultaneamente a amplitude e a fase da portadora.
o AMPSK.
analógic o
processamento digital do sinal da voz estãe trem de bits (sinais discretos) no trans- corre
comprovado por Harry Nyquist, engenheiro americano Kupfmüller, no ano de 1924, demonstra que um
linha de transmissão. Um circuito eletrônico transformarisemelhante ao original a partir de amostras deste
Telefonia II
(Quadrature Amplitude
s ASK e PSK, que Deste modo também
estão estreita- mente correr do tempo. O o que trabalhava no sinal é corretamente
transformaria as amostras e sinal em intervalos
PCM – Modulação por códig o
Centrais telefônicas
transmissão operam com sinais necessita de um processo de digitalização
No inicio deste sé
preciso transmitir a voz o tempdo sinal elétrico análogo à voz, recuperar o sinal original. Depois, descobrideveria ser amostrada 8 mil veque o sinal fosse recomposto nníveis de valores digitais, é preliminares do sinal analógico (Modulação por Código de Pul-
A modulação PCM pode ser dividid
a) Amostragem b) Quantização c) Codificação
Amostragem
Matematicamente, SHANNOtransmitido continuamente, durant
A amostragem consistusando circuitos eletrônicos durante a unidade de tempo em mínimo, 8000 amostras por segundo
Taxa de Amostragem
As amostras são ma amostragem em uma unidadmedida em bits por segundo(bps)CD é de 52.200 bps, significa variação de voltagem do sinal. é a representação do sinal, Em se utilize
mais espaço para armazenar esse
Período de amostragem :
É o tempo transco
amostra. É a periodicidade com
Freqüência de amostragem: É
Para que o sinal origina
baixa, que elimina as freqüênciareconstituição do sinal é necessári
freqüêncisina
10
o de pulsos(Pulse Code Modulation)
s eletrônicas, telefones celulares, modernos PABs digitais binários. Como a voz humana é essencialmentdigitalização.
culo, como já foi citado, os cientistas descobriratempo todo para que fosse compreendi- da. Enviar
, tomadas a inter- valos regulares, seria o descobriu que a voz, quando transmitida por ezes por segundo. Esse ritmo de parte da voz no receptor. De acordo com parâmetros predefinido
é possível compor um sinal binário que atendo parcionado . A este tipo de processo deu-se
sos).
dividida em três etapas ou fases
SHANNON conseguiu demonstrar que um sinal durante todo o tempo, para que possa ser reproduzido
consiste em se retirar algumas amostras do sina específicos (chaves interruptoras), em intervalos m segundos. Para uma boa representação vocal,
segundo.
medidas em intervalos fixos. O número de vezes unidade de tempo é denominada taxa de amostra
segundo(bps). Assim, dizer que a taxa de amostragem a que a cada segundo de som são tomadas . Sendo assim, quanto maior for a taxa de amostrag
m contrapartida, é necessário que se realize mai
esses valores. Encarecendo os equipamentos envolvi
orrido entre o início de uma amostra e o início m que estas amostras são colhidas.
É representada pelo inverso do período de amostragem
fa = 1 / Ta
original seja recuperado, é necessário a utilização ncias altas. Assim, para que o filtro consiga, na
necessária a seguinte relação:
freqüência de amostragem maior ou igual a 2 x freqüêncisina l
Telefonia II
PABX e sistemas de essencialmente analógica,
descobriram de que não era r pequenas amostras
o bastante para sistemas telefônicos,
z seria suficiente para predefinidos de escalas de
atenda as características e o nome de PCM
l não necessita ser o satisfatoriamente.
sinal analógico original, s de tempo iguais, são necessárias, no
s em que se realiza amostra - gem , geralmente
m de áudio em um s 52.200 medidas da
amostragem, mais correta mais medições e que
volvi- dos.
o da próxima
amostragem.
o de um filtro passa a prática, efetuar a
freqüênci a máxima do
Em se tratando 300 Hz e 3400 Hz, necessitamo6800 Hz. Assim, a freqüência um período de 125 microssegundo
Teorema de Nyquist
A taxa de amostrage
faixa do sinal a ser amostrado. reproduzir uma freqüência maioalising (ou foldover ), em que "espelhada" ou "rebatida" para um
Quantização
É o processo ou etapuma amostra para um nível de
Nesta fase, os valorede amplitude, que é dividida divisão desta escala correspondquantização é definido como "degrau de quantização ".
A utilização de nívei
e aproximação de valores, chamaddependendo da tecnologia utilizadacaracterísticas de uma voz codificad
Ruído de quantização
É o ruído provocado reproduzido.
Codificação
Esta última etapa estnúmero que identifica o nível de que se criam os chamados ""binariadas". Esta representação circuitos integrados digitais, eletrônicae, principalmente, reduzindo em tipos de técnicas d perderaa grande solução tecnológica de
PCM 30
No Brasil, usa-se o PC
FEIXE E1
Como a palavra PC8000 amostras por segundo, comsegundo, considerado utilizarmos os 30 canais + 2 chegaremos ao valor de 2.048.00Mbps . Que foi definido como u
11
de sinal do canal telefônico, cuja faixa de necessitamos de uma freqüência de amostragem de
a de amostragem utilizada é de 8000 Hz(8Khz) microssegundos (125 �s).
amostragem dever ser pelo menos duas vezes maior . Esse valor é conhecido como freqüência de Nyquistor do que a freqüência de Nyquist ocorre um a freqüência é uma região mais grave do espectro.
etapa da digitalização que consiste em aproximar o e quantização mais próximo dentro de um padrão.
valores das amostras são determinados segundo uma a em intervalos iguais com valores binários pré-defin
corresponde a um "nível de quantização ". O intervalo entr
íveis de quantização gera neste sistema, um chamado de "erro de quantização ". Este fato, utilizada, uma leve ou acentuada mudança n
codificada e decodificada.
do pela diferença entre o valor original da amostr
está representada pela transformação e quantização em bits binários propriamente ditos
s "trens de pulsos" ou "seqüência de pulsos", oriundoo das amplitudes em dois níveis distintos permit, que com a crescente evolução
eletrônica, são cada vez menores, produzi- dos cm grande escala o consumo de energia elétrica. Diantde modulação como o PAM, PD
perderam espaço, permitindo que a técnica PCM e transmissão, como de fato o é.
PCM 30B ou MCP 30B.
PCM possui 8 bits, e as amostras são representadacomo visto antes, temos um total de 8 x 800
um patamar ideal para codificaçã2 canais de sinalização, teremos 6400
2.048.000 bits por segundo.Sendo representado um FEIXE de 2 Megas ou FEIXE E1.
Telefonia II
freqüência está entre
) que corresponde a
r que a largura de Nyquist . Ao se tentar
m fenômeno chamado
o valor da tensão de a escala de variação
definidos. Assim, cada entre dois níveis de
erro de interpretação , por si só explica,
no timbre ou nas
amostra e o valor
do ditos. É neste momento oriundos das amostras ermite a utilização de
o da engenhariacom menores custos Diante deste fato, os
PDM E PPMM despontasse como
representadas por 8000 = 64000 bits por odificação vocal. Se
64000 x 32 canais por 2
Canal:
É o conjunto de meios que permite
Canal Telefônico:
Para comunicações
físico de transmissão, utiliza-se chamado canal de voz ou cana
O canal de voz é
triângulo retângulo, como o dfreqüência disponível, e a altura
Existem canais telefônicosistema de cabos submariobservamos na figura
A) Banda de Guarda (0 Hz
canais adjacentes.
B) Voz (300Hz a 3400Hz) : espaç
C) Sinalização : espaço onde sã
sistema transmissor.
Translação de freqüências:
É uma transferência d
posições no espectro, geralment
inalterada. Por exemplo, se considerarmo
de freqüência a posição de 1
10 Khz, as freqüências de 2 Khz
12
permitem transmitir um sinal de um ponto a outro
s telefônicas em sistemas multiplicadores de usuárioe um elemento
canal telefônico.
é representado, segundo normas e convenções internacionaisda figura abaixo. Onde o cateto maior representa a maior freqüência alcançada.
telefônicos de 6 Khz (não utilizado), 4 Khz e 3 Khz (usados princisubmarinos). O tipo de canal mais empregado é o a abaixo:
a 300 Hz): usada para não permitir
espaço de freqüência que transporta os sinais v
são transmitidos sinais ou códigos para supervisã
de sinais que ocupam uma determinada faixa de freqüênci
geralmente maiores. No entanto, a faixa de freqüência
considerarmos uma faixa de 3 Khz de largura, ocupand
1 a 4 Khz, e se esta faixa for transladada par
z e 3 Khz ocuparão a posição de 8 a 9 Khz r
Telefonia II
outro.
usuários em um meio que é
internacionais, por um representa a faixa de
principalmente em de 4 Khz que
r interferências entre
vocais.
supervisão e informação do
freqüência para outras
a originária mantem-se
ocupando o espectro
para a posição de 7 a
respecti- vamente.
Multiplexação
A multiplexação é
linha ou meio físico de comunicação
domínio do espaço (SDM) ou n
Por exemplo, nos sistema
único canal de 2048Kbp
desta técnica é possíve
único meio de comun
juntando-se vários
ainda maior. Dest
emultiplexação, estrutur
Um fator imprescindíve
os sinais devem ser enviados
multiplexação como a telefônica
mesmo inviabilizar a transmissã
Multiplex Analógico
A função básica de
canais ao longo de uma faixa
as freqüência
básica especificada para seu tra
analógicos e portadoras senoidais
multiplexação foi tão boa que,
utilização de microondas e fibra
Multiplex FDM : Multiplexação po
Como podemos nota
for- mando uma Banda de 12 canais
13
é a transmissão de vários canais telefônicos utilizand
comunicação. E pode ser estruturada no domínio d
no domínio da freqüência (FDM).
sistemas telefônicos modernos, os 32 sinais de 64Kbps sã
2048Kbps (2Mbps) com o uso de multi- plexadores
possível transmitir simultaneamen- te 30 conversas
comunicação. É óbvio que novas multiplexações po
os sinais de 2Mbps em um novo sinal multiplexad
Desta maneira podem haver vários níveis d
estrutura básica da hierarquia dos sistemas multiplexados
escindível para que a comunicação seja possível resid
s sem nenhum erro ou com pouquíssimo erro.
ca possui alguns problemas de sincronismo que
ão das informações.
e um multiplex, em linhas gerais, é fazer
a ou extensão de freqüências. Caracteristicamente
qüências dos canais, nas suas devidas faixas
trabalho. Para canais telefônicos, o multiplex lida co
senoidais, todos devidamente contínuos. Vale dizer
, mesmo havendo evolução nos meios físicos d
ótica, pouca coisa da sua estrutura inicial foi modificada
por Divisão de Freqüência
notar, o primeiro MUX compõe 12 canais, ocupando a faixa de 60 Hz a 108 Hz,
Telefonia II
utilizando uma única
do tempo (TDM), do
são reunidos em um
plexadores. Com a utilização
s telefônicas em um
podem ser realizadas,
multiplexado de freqüência
de multiplexação e
multiplexados.
reside no fato de que
. Uma hierarquia de
podem dificultar ou
uma distribuição de
Caracteristicamente, um MUX aloca
faixas, dentro da banda
com sinais
r que a técnica de
de transmissão como
modificada.
2 canais telefônicos, , e designado como
“GRUPO BÁSICO”.
O segundo Mux canais, u- tilizando a faixa de
O terceiro MUX cochamado
“GRUPO MESTRE” ocupando um10.800 canais, ocupando a faixa
Multiplex digital
Tendo em vista o
analógicas, como por exemplo, Depois de várias pesquisas e o homem buscou aproveitatransmissões. Dentro deste conceit
Multiplex TDM (Time Division Du
É uma técnica em
vez. Em outras palavras, cada durante um certo tempo. O quseguir, a hierarquia TDM.
Um TDM de 30 canais
Assim, qual seria a
ocupam uma faixa de 120 KHz
transmissão digital incorpora maio
receptor etc.
Introdução ao conceito de
A hierarquia digital
multiplexações
diferentes, uma nos Estados Unido
em 24 canais e outra em 32
Devido a uma demand
14
corresponde a uma banda de 5 grupo312 KHz a 552 KHz. E denominou-se “SUPERGRUP
orresponde a 5 super grupos
uma faixa de 812 KHz a 2044 KHz. Até a finalizaa de 60 MHz.
o grande tempo de utilização de um canal paro, a telegrafia, um novo conceito de utilização de e inventos como a te- Le impressora de David E
aproveitar melhor o meio de comunicação, visando conceito é que foi criado o TDM.
uplex ) Multiplexação por Divisão de Tempo
m que um mesmo canal é usado por vários usuáriosa usuário tem a seu dispor toda a largura
que facilita o escoamento das infor- mações dos
canais, com 2048 Kbps ocupa uma faixa de 1024
a vantagem de seu uso visto que os mesmos
KHz. Realmente, o TDM é menos eficiente que
maior imunidade ao ruído, recupe- ração total do
e hierarquia digital:
l se desenvolveu no mundo quando houve a necessidad
sucessivas. Devido ao fato de terem sido desenvolvida
Unidos e outra na Europa, surgiram duas hierarquias
2 canais, sendo que o Brasil optou pelo modelo
demanda crescente de telecomunicações, níveis superiore
Telefonia II
grupos com 12 SUPERGRUPO BÁSICO”.
de 300 canais
finalização com
para as trans- missões e canal foi elaborado. E. Hudges(1831-1900)
o maior número de
usuários, um de cada de banda do canal,
canais telefônicos. A
4 Khz.
s 30 canais em FDM
o FDM. Porém, uma
o sinal de linha no
necessidade de
volvidas duas estruturas
hierarquias, uma baseada
europeu.
superiores ou taxas de
transmissões elevadas foram criado
PDH - Hierarquia Digital Plesiócron
A palavra plesiócron
padrão PDH de transmissão
plesiócrona ou assíncrona. Cad
sincronismo com os relógios e
órgãos reguladores da questão
se atém ao fato de que os sinai
multiplexação telefônica, alguns problema
podem dificultar ou mesmo inviabiliza
A solução encontrad
transporte de redes telefônicas,
multiplexação plesiócrona.
No PDH, como já foi dito, cad
com os relógios dos outros canais
do sistema telefônico existem
plesíocronos recebe o nome de
Digital Hierarchy).
As redes digitais qu
telecomunicações para atender
por intermédio de múltiplos sinai
compatibilizar as diferentes velocidade
O canal PDH de meno
em 64 kbps. Entretanto, o númer
A tabela a seguir mostr
padrão PDH Europeu, recomendad
inclusive no Brasil.
15
criados nas duas hierarquias.
Plesiócron a
plesiócrona vem do grego: PLESÍOS (QUASE) + KRONO
o de sinais foi concebido para uma arquitetur
Cada canal multiplexado opera com um relógi
e outros canais, obedecendo critérios e normas
questão. Um ponto imprescindível para que uma comunic
sinais devem ser enviados sem nenhum erro. Diant
problemas de sincronismo gerados nos equipamento
inviabilizar a transmissão das informações.
encontrada para resolver estes problemas de ausência de
, principalmente nos sinais do equipamento multiplexado
cada canal multiplexado opera como um relógio que
canais, apesar de serem tecnicamente idênticos. Com
m vários níveis de multiplexação, todo o conjunto
e hierarquia digital plesiócrona, abreviado para PDH (do
que utilizam a Hierarquia Digital Plesiócrona surgira
r os sistemas de telefonia, onde sinais com alto
sinais de baixo nível adicionados a "bits de enchim
velocidades de transmissão.
menor hierarquia se forma por um conjunto de
número de canais desse conjunto não é padronizado
mostra a hierarquia PDH utilizada na América do
recomendado pelo UIT (G.702), é o adotado na maio
Telefonia II
KRONOS (TEMPO).O
arquitetura de multiplexação
relógio que não possui
s estabelecidas por
comunicação seja possível
Diante da hierarquia de
equipamentos multi- plexadores
e sincronismo em
multiplexador foi usar a
e não é sincronizado
Como na hierarquia
o de multiplexadores
o inglês Plesiochronous
surgiram no âmbito das
o nível são obtidos
enchimento", visando
canais multiplexados
padronizado.
o Norte e Europa. O
maior parte do mundo,
Cada canal é sinc
(inserção de bits). Após a sincroniz
para compor o quadro (frame)
Cada passo da
posições rígidas para cada tributári
necessário demultiplexar os canai
necessidade de equipamentos
transmissões de forma escalona
decodificadas no receptor.
A Hierarquia PDH é
principais para sua implementação. O
colocado no quadro acima, ambo
apenas pelo número de canais:
Padrão europeu – 32 canais d
Padrão americano – 24 canais
As características do
americano e japonês mostram qu
que os relógios dos tributários,
idênticos, dentro de uma certa
Aos relógios de ca
multiplexador amostra cada tributári
nenhum bit no registrador de
adicionado um bit de enchimento
claro que existe um mecanism
que este bit deverá ser retirado
16
sincronizado pelo equipamento multiplex através de
sincronização, os canais são multi- plexados por intercalament
da hierarquia PDH.
multiplexação utiliza um equipamento multiplex
ributário (canal). Para extrair tributários de menor
canais de hierarquia até essa hierarquia. De mod
os mux e demux que aumentem ou diminuam
calona- da, para que as informações possam se
H é mais simples de ser implementada, existind
. O europeu e o americano/japonês
ambos formados pela multiplexação síncro- na de
de 64Kbps e 2048Kbps de velocidade primária.
s de 64Kbps e 2048Kbps de velocidade primária.
dos níveis de multiplexação PDH nos sistemas de transmissã
que em cada nível de multiplexação é levado e
, além de se- rem distintos, não são exatamente
tolerância, e por isso são chamados sinais plesíocronos
ada tributário deste sistema é permitida uma
tributário a uma taxa máxima de relógio permitida,
entrada, porque os bits vêm a uma taxa um
enchimento, conhecido como "stuff bit ", no fluxo de
mecanismo que sinalizará ao demultiplexador que foi feito
o do fluxo na recepção.
Telefonia II
e justificação positiva
intercalamento bit a bit,
x específi- co, com
r hierarquia torna-se
modo mais simples, há
m a velocidade das
ser desmembradas e
existindo dois padrões
americano/japonês. como já foi
64Kbps, diferindo-se
transmissão europeu,
em conta o fato de
e iguais, mas quase
plesíocronos .
pequena variação. O
, e quando não há
m pouco menor, é
e bits agregado. É
o um "enchimento" e
Limitações da tecnologia
A principal negativaçã
em se retirar e inserir canais fica mais evidenciada quando existcanal dedicado de 2Mbps parconcessionária de serviços em disponha de um canal de 140Mbpde solicitada pelo usuário, deverem canais de 34Mbps e 2Mbpinformação da rede do cliente, de alcançarem novamente a tax
Fica evidente que
flexibilidade e não permite umcanal, uma vez que se torna multiplexação e demultiplexação.
Dentre as desvantagens que limita
a)Inflexibilidade na retirada ou inserçã
b)Custos operacionais elevados
c)Gerenciamento da rede extremament
d)Monitoramento das transmissõe
e)Número elevado de equipamentona integração de novos serviço
Por fim, levando-se
é notória a dificuldade de interligunificada. Este fato, além de outros
comunicações digitais que suportaentre as diversas hierarquias flexibilidade e confiabilidade gerenciamento, reconfiguração e
SDH: Synchronous Digital Hierarchy
Acompanhando o desenvolviment
mundiais, aliada à falta de estruturmercado necessitando demanda,
Sector) publicou em1988técnicas da rede digital síncrona em que a premissa básica multiplexadores e rádios SDH Síncrona " - SDH.
Tratou-se de uma
linha de transmissão, que os diversos problemas evidenciado(também designados por tributáriossinais de alto débito e ordemultiplexação descrito para a hierarqui
Em um modo mai
em blocos com velocidades diferentesinformações, blocos com velocidadevagões deste trem SDH que viajnuma fibra ótica, por exemplo. dedicados que possuem a propriedad"trem SDH".
17
negativação da implantação de uma tecnologia PDH se s de menor capacidade na transmis- são. Essa existe a necessidade de, por exemplo, prover o para a conexão de uma rede de computadores
m telecomunicações possui próximo a esse cliente140Mbps (equivalente ao nível 4 da G.702), para extraideverá ocorrer primeiramente uma reduções de taxa
2Mbps conseqüentemente. E, na ordem inversa, um, os sinais devem ser remontados, isto é, multiplexadotaxa de transmissão de 140Mbps
e essa circunstância de retirar e inserir uma provisão rápida de serviços, além de levaa grande o número de equipamen- tos envolvido
limitam a utilização da tecnologia PDH, podemos destacar
inserção de sinais nos diferentes níveis;
elevados, o que dificulta o acesso à tecnologia;
extremamente deficiente;
transmissões ineficientes;
equipamentos necessários para operacionalizar a rede; f)Dificuldadeserviços como videoconferência ou mesmo internet.
e em consideração as diferenças entre as hierarquiainterligações entre estes sistemas em uma redoutros, contribuíram para a definição de novos sistema
suportam altas taxas de transmissão, além de pers de multiplexação digitais. Assim como a necessidad
e operacional destes sistemas, facilidades de supervisão das transmissões.
Hierarchy (Hierarquia Digital Síncrona)
desenvolvimento e a necessidade de novos serviços estrutura e incapacidade existente para suprir às exigência
, a ITU-T (In- ternational Telecommunication Union - Telecommunicatio1988, um novo modelo internacional. Baseando-se
a norte americana SONET -"Synchronous Optica era que todos os equipamentos de uma re fossem sincronizados. Sendodesignado por "Hierarqui
a nova forma de multiplexação e transporte dos e além de suportar os sinais derivados devidenciados pelo SONET. Sendo possível, assim, a tários) de baixo nível, ou ordem hierárquica , direta
ordem superior, sem necessidade de efetuar todhierarquia PDH.
mais simples, refere-se à manipulação dos dados ferentes, dentro de um meio com velocidade altíssima
velocidades diferentes em bits por segundo, fossem viaja em uma linha de transmissão com velocidad. Evidentemente, toda esta hierarquia é gerenciaddade de identificar e monitorar cada elemento dentro
Telefonia II
e baseia na dificuldade falta de flexibilidade
o fornecimento de um computadores. Se uma cliente, equipamento que
extrair essa capacida- taxas ou demultiplexação
uma vez inserida a multiplexados novamente a fim
canais não oferece levar o custo de cada
envolvidos no processo de
destacar:
f)Dificuldades
hierarquias PDH existentes, rede de comunicação sistemas de
rfeita compatibilidade necessidade de maior e monitora- mento e
s de telecomunicações gências de um novo Telecommunication e nas especificações
Optical Digital Net- work", rede com- posta por
Hierarqui a Digital
s sinais ao longo da do PDH veio resolver
a extração de sinais diretamente a partir de
do o ciclo de de
que se encontram altíssima. Como se as
m a “carga” ou os velocidade elevada. Como gerenciada por softwares
ro deste
Alguns exemplos de
Foi ainda prevista
alguns operadores de telecomunicaçõeSTM-16, ou seja, cerca de 10 multiplexação síncrona de 4 sinaiexemplo deve-se ter a multiplexaçãmultiplicação de 4canais STM-1. E assi
Uma das diferenças
todas as tramas têm igual dvelocidade selecionada para a para a linha de transmissão, ao
Elementos básicos de uma Rede
Uma Rede SDH em
Rede" a seguir :
Multiplexadores Terminais de Linh
A função destealinhamento dos sinais, tanto plesiócronoà estruturação de sinais STM exemplo, podemos indicar a multiplexaçãcom outros do tipo STM - 1, interfaces ópticas mais comuns
Regeneradores SDH (REG) –
Estes elementos de
bem como a energia necessáriRegeneram também o sinal, tantcom alteração no período do causadas pelo meio. A distânciKm, depende sobretudo, do comprimentnm, que apesar de serem compensador utilizar estas fibraconta o custo mais elevado dos
"ADD AND DROP" MULTIPLEXERS(SD
São multiplexadores
(Drop) ou inserir (Add) tributáridemultiplexação e multiplexação
CROSS CONNECTORS DIGITAIS
Conhecidos em língua
de dúvida a unidade mais complex
Têm funções semelpassar tributários síncronos ou canais de 64 kbps), dum aneimportante ainda, podem ser rapidament
18
e transmissões normalizadas:
STM-1 155,520 Mbps STM-4 622,080 Mbps STM-16 2 488,320 Mbps
a a introdução de velocidades maiores (tramas telecomunicações já se utilizam do STM-64 , 4 vezes
10 Gbps . Há de se perceber que em SDH, cada sinais (ou tributários) de ordem inferior. Assim
multiplexação de 4 tributários STM-4, e a STM-4 é assim por diante.
s fundamentais entre o PDH e o SDH, é que duração de 125�s (125 microssegundos) qual
a sua transmissão. Esta duração de trama correspondo ritmo de 8000 tramas por segundo.
Rede SDH
m geral é formada pelos equipamentos designados por
Linh a (SDH TMUX)
destes elementos de rede ("Network Elements NE´s"iócronos como síncronos (tributários SDH, por exemplo)
M de ordem superior. São equipamentos "de acesso" à rmultiplexação de sinais provenientes doPDH de 2,
, numa portadora óptica de transporte do tipo STs são as de 1310 nanômetros e de 1550 nm (nanômetros)
e rede atuam como repetidores, extraindo o seessária ao seu funcionamento, do fluxo de dadotanto no que se refere à amplitude, como ao "deso clock devido à dispersão de sinal nas fibras
distância limite entre os regeneradores, tipicamente comprimento de onda utilizado. Por exemplo, com fibra
mais caras, são mais transparentes. Para longafibras pois são necessários menos regeneradores, me
s lasers utilizados.
MULTIPLEXERS(SDH ADD MUX)
s que permitem, estando por exemplo inseridos num tributários de ordem inferior, sem serem necessário
que o PDH exi- gia para o mesmo efeito final.
S SÍNCRONOS(SDH SDXC)
a inglesa por "Synchronous Digital Cross Connec- torscomplexa e evoluída dentre todos os elementos em um
semelhantes aos dos comutadores digitais, podendu plesiócronos, dos mais diversos níveis hierárquicoanel para outro, sob a ação de comando remot
rapidamente configuráveis por softwa- re, para o estab
Telefonia II
s STM-N), sendo que s mais rápida que a a sinal se obtém por
m na STM-16, por é obtida através da
e neste novo sistema, qual- quer que seja a
corresponde ao seu envio
r "Elementos de
NE´s") é a de conduzir o exemplo), dando origem
redeSDH. Como 34 e 140 Mbps
STM - 4 . As (nanômetros).
seu sinal de relógio, dados que recebem.
"desvio de fase". Bem ópticas e distorções
e na ordem dos 50 fibras ópticas para 1550
longas distâncias é mesmo levando-se em
m anel SDH, retirar necessários a "cascata" de
tors" são sem sombra uma Rede SDH.
podendo nomeada- mente hierárquicos (até mesmo
remotocentralizado. Mais estabelecimento de
linhas dedicadas digitais de vezes infernal, de ligações pont(DDFs ) e exis- tentes na rederesul- tavam de trocas de ligações física
TELEFONIA CELULAR
Histórico
Telefonia móvel
A telefonia móvel telefone em relação aos parefixa, substituindo linha física da década de 50, eram instaladocomplicados, consumindo uma gpotência. Na verdade eram utilizavam a modulação FSK e década de 70 é que houve móvel celular.
Telefonia celular
Os Laboratórios Be
sendo que em 1970 a própria de alta capacidade que ficou c- Advanced Mobile Phone ServiceEUA entrava em operação comercia(Nippon Telephone & Telegraphem operação em 1979 na cidad
19
e largura de banda variável. Também eliminandponto a ponto estabelecidas para o efeito em repartidoreredes PDH. Deste modo são eliminados muitos
físicas entre linhas nos ditos "repartidores".
l foi desenvolvida com a intenção de possibilitapares de fios metálicos que o prende à rede de
a por uma solução de rádio link ou rádio enlacetalados em veículos. Eram equipamentos extremamentgrande quantidade de corrente em operação
radiotransmissoree tinham permissão para acessar a rede fixae um grande impulsionamento nos conceitos e técnica
Telefone móvel transportável
ell, da AT&T, desenvolveram o conceito do a AT&T propôs a construção do primeiro sis- temonhecido pela sigla AMPS
Service. Em 13 de Outubro de 1983, o primeiro sistemcomercial em Chicago. No entanto, a NTT
Telegraph) havia se antecipado colocando um sistema semelhantcidade de Tóquio, no Japão.
Telefonia II
o a quantidade, por repartidores adequados s dos problemas que
possibilitar a autonomia do e cabos da telefonia
enlace. No início, dentro extremamente volumosos e
o devido a sua alta otransmissores móveis que
fixa. Precisamente, na técnicas de telefonia
celular já em 1947, tema telefônico celular
sistema celular nos
semelhante ao AMPS
Histórico no Brasil
Advanced Mobile Phondas Comunicações, no Brasil, em suNa verdade, surgiu em meadocomercialmente em 1983, na cidadtrabalhar na faixa dos 800 MhzEm 1990, 60 % dos assinantes
No Brasil, no início da décadtecnologia celular, contando com sistemas de tecnologia celular, senda ser implantado. O AMPS foamericano e em alguns países
A primeira cidade a
1990, seguido por Brasília. Em o serviço móvel celular foi inauguradenvolveu 620 municípios, sendo
A partir de 31 de
Telesp Celular S.A. na Band a assinantes tinham que pagar aparelhos veiculares fixos no carr
Em 1997, com a liberaçã
aumentou as áreas de abrangênciNo dia 29 de julho
consórcio formado pela TelefônicCelular Participações, holding qu
Faixa de freqüência
A banda de freqüê
ida e volta divididos em duas partes
banda de subida , acomodando freqüência, que são utilizados nsegunda faixa que se inicia em Nesta segunda faixa, outros 416 sentido Erb para a estação móvnhecida como banda de guarda
O canal de voz no sentid
Channel) e no sentido do terminaA modulação utilizada é a FSK(Frequen
20
Phone Service (AMPS) – Este sistema celular foi adotadsua primeira fase (analógica) seguindo o padrão AMP
meados da década de 70, porém só pode ser cidade de Chicago, sendo o primeiro sistema de
Mhz. Seu maior aliado sempre foi o baixo custo no mundo eram usuários do AMPS.
década de 70, foi implantado em Brasília um apenas 150 terminais. E, em 1984, deu-se sendo definido o padrão americano, o analógico AMPfoi implantado, também, em todos os outros paíse da Ásia e Austrália.
a usar o serviço no Brasil foi o Rio de Janeiro São Paulo, considerado o último dos grandes mercado
inaugurado em 6 de agosto de 1993 numa área o 64 em sua região me- tropolitana e 556 no interior
e janeiro de 1998, o serviço celular passou a a A. No início, os aparelhos pesavam quase uma caução de US$ 20 mil para entrarem n
carro e outros que podiam ser transportados pelo usuár
liberação da Banda B para empresas privadas, o abrangência e o número de terminais.
o de 1998, ocorreu a maior privatização de todos Telefônica Internacional, a Iberdrola e a NTT Itochu compro
que controlava a Telerj Celular a e TelespCelular.
freqüência completa do AMPS estrutura circuitos de vopartes. A que se estende de 824 MHz até 849
o 416 canais de voz de 30 KHz de largura de no sentido telefo- ne(estação móvel-EM) para Erb.
m 869 MHz e termina em 894 MHz , chamada 6 canais de voz de 30 KHz suportam a comunicvel. Há uma separação entre as bandas de subid
guarda , com a extensão de 20 MHz.
sentido da Erb para o terminal móvel é chamado FVC(Forwarterminal móvel para a Erb é denomi- nado RVC (Revers
FSK(Frequency Shift Key) a uma taxa de 10 Kbps.
Telefonia II
adotado pelo Ministério
AMPS norte-americano. r realmente instalado e telefonia móvel a
o para implementação.
m serviço anterior à início à análise de AMPS, como modelo
países do continente
Janeiro, em mercados do mundo, a de concessão que
interior.
a ser operado pela e meio quilo, e os no sistema. Haviam
usuário.
o sistema
s os tempos, e um comprou a Tele Sudeste
voz com canais de MHz, chamada
e canal de radio . Em seguida, uma banda de descida .
comunicação direta no subida e descida co-
FVC(Forward Voice (Reverse Voice Channel).
869 Mhz
No ano de 1986, Mhz de faixa de utilização. Sendrestantes ficaram como reservasistema, agora com 832 canais
No Brasil, a BAND
enquanto que a BANDA "B" fico
É conhecida como Base. É uma subdivisão geográfictem um conjunto de transmischamadas celulares daquela regiãometros e 10 quilômetros.
Classificação da célula quant o
Célula Ideal:
É uma célula que possui umobstáculos. Sua forma geométricomnidirecional(em todos os sentidos)Célula Real:
É uma célula que
de propagação do sinal e topologitelhados de metal etc.
21
Erb para Terminal
, a faixa de freqüência do AMPS foi expandida, Sendo que 10 Mhz foram disponibilizados às operadora
reserva, com o intuito de estimu- lar o desenvolvims passou a ser chamado de EAMPS(AMPS Expandido)
BANDA "A" foi reservada às operadoras estatais, do ficou reservada às operadoras privadas. Célula
o a área geográfica atendida ou iluminada por umeográfica da região atendida pelo Serviço Móvel
ssores, receptores e ante- nas que recebem região. O diâmetro médio de uma célula varia, e
o à área de atuação:
possui uma área de abrangência de propagação sem geométrica é circular. Aproveita toda energia de um
sentidos).
e apresenta uma área de cobertura considerando topologia da região, tais como: monta- nhas, prédios
Telefonia II
894 Mhz
, recebendo mais 14 operadoras e os 4 Mhz
desenvolvimento tecnológico. O Expandido).
o sis- tema Telebrás,
uma Esta- ção Rádio Celular. Cada célula
m e transmitem as m média, entre 500
m barreiras ou uma antena irradiante
o todas as dificuldades prédios, túneis, lagos,
Célula Fictícia
São células hexagonai
abrangência. Visto que a sua uma célula e que leva em cont
Divisão celular: Quando a demand
congestionamento telefônico, há expansão: setorização das célula
Setorização das células:
São subdivisões de e substituindo antenas omnidirecionaisete células usando três setorede 60 graus. Cada setor é cobertcanais. Sendo assim, cada setoobjetivo possibilitar maior demandreutilização das freqüências. Há
irradiantes em cada antena no com isso a eficiência espectral.
22
hexagonais utilizadas pelos projetistas, para efeito de cálculoa área total é a que mais se aproxima da área
conta os acidentes geográficos e obstáculos de uma
demanda cresce em uma determinada célulaá a possibilidade de aplicação de duas técnica
células ou adição de novas células.
e uma célula em áreas iguais e menores, acrescentandomnidirecionais por direcionais. As setorizações mais comu
setores de 120 graus e clusters de quatro células coberto por uma antena direcional e servido por um
setor se comporta como uma nova célula. A setodemanda telefônica em áreas setorizadas, fazendo
á necessidade de alinhamento preciso e controle da
o sistema, evitando interferência co-canal por superposiçã
Telefonia II
cálculos das áreas de a real de atuação de a célula real.
célula, aumentando o icas ou soluções para
acrescentando novos rádios comuns são clusters de
usando seis setores m conjunto distinto de setorização tem como
o uso da técnica de das potências
superposição aumentando
Adição de novas células:
Esta técnica consistcrítica que é uma região com Havendo uma redução no tamaconseqüentemente, o número de é diminuída para cobrir metade re- manescentes. O grande inconvenientradiobase.
23
consiste em acrescentar uma ou mais estações m alto tráfego telefônico devido à alta concentraçãanho da célula, aumenta-se o número de células e canais e a capacidade do sistema. A potência
e da área original e novas células são adicionadainconveniente é o alto custo de investimentos
Telefonia II
radiobase na região concentração de usuários.
as na mesma área e, a dos transmissores as para cobrir áreas para novas estações
Hierarquia das células:
Macrocélulas: Possui um raio d
Célula : Raio de atuação de 5Km
Microcélula: Raio de atuação cobertura em pequenas áreas d
Picocélulas: Área de atuação Usada para cobertura em ambiente
Reutilização das freqüências:
Devido ao fato do
bastante reduzido, como tivemode reutilização das freqüências operação, distanciando-as, para ou canais iguais e assim disponibiliza
Cocélulas
São células que ut
de operação.
Cluster:
São aglomerados dgrupos de canais.
24
de atuação de 20 Km.
5Km.
pequeno, aproximadamente 1 Km. Utilizadas geralde sombra do sistema.
o extremamente pequena. Algo em torno de 500 bientes internos de edifícios ou ambientes fechados.
o espectro de freqüência determinado para as bandavemos a oportunidade de observar anterior- mente, houv
ou reuso de freqüências, utilizando células com a não haver interferência entre Estações radio bas
disponibilizar mais assinantes e expandir o sistema.
tilizam o mesmo grupo de canais ou a mesma faix
de células. São grupos de célula nos quais se
Telefonia II
geral- mente para
0 metros ou menos. .
bandas A e B, ser houve a necessidade
m a mesma faixa de base com freqüências
faixa de freqüência
e distribuem todos os
Em relação aos equipamentos,
a) CCC b) ERB c) EM
MSC(Mobile Switching Center)
É o Centro de Code CPA(Central de Programaçãcomo Centro de Comutação e É o ponto de interconexão da Operaliza o sistema via software pública comuta- da(RPTC) e permitserviços e facilidades da rede públic
Diante do tipCCC, a velocidade do enlace pa2,4 Kbits, 4,8 Kbits ou 9,6 KbitCada Estação radio base é conectaddigital.
Um sistema celular
25
Exemplo de cluster com sete células
, um sistema móvel celular suporta os seguintes
ou CCC:
Controle e Comutação dos canais de telefonia ação Armazenada) que é digital. No Brasil o MSC
e Controle . A CCC Controla e comuta as chamadaa rede móvel celular com a rede fixa e com outrae de gerenciamento. Suporta a interface com a
permite que a estação móvel tenha à sua disposiçãpública de assinantes fixos. o de transmissão que ocorrerá entre a Estação
para dados no canal de controle poderá ser de Kbits em enlaces analógicos. Assim como 64 Kbits
conectada a uma CCC via multiplex PCM, fibras
completo pode conter várias Centrais de Controle
Telefonia II
s equipamentos:
móvel, na tecnologia C ficou denominado
chamadas do sistema. outras redes celulares.
rede de telefonia posição os mesmos
o radio base e a
s em ambiente digital. s óticas ou rádio link
Controle.
RBS(Radio Base Station) ou Estaçã
Conhecida também encontramos o equipamento mastro(torre)com interface com a CCC(Central de Se dois telefones celulares, con(célula), terão sua comunicação
EM(Estação Móvel)
É composto por umpela transmissão e recepção permitindo o em dia é conhecida como telefonmóvel atinge é de 0,6 Watts.
26
Estaçã o Radiobase:
m como Site ou Cell Site. É na estaçã radiotransmissor/receptor,
as antenas de controle e Comando). A ERB não tem capacidad
conversando entre si, estiverem na área de cobertur comutada e supervisionada pela CCC.
uma unidade de controle, um transceptor e uma antenada voz bem como transmissão e recepção de
estabelecimento das chamadastelefone celular portátil. A potência máxima de saída qu
Telefonia II
ão Radio base que oe a unidade de
idade de comutação. tura da mesma ERB
antena. É responsável e sinais de controle
chamadas. Hoje que a estação
Estrutur
Em resumo, a arquitetur
Controle automático de potênci
Com a finalidade de diminuir sempre com a menor potêncicomunicação. Para que este eventcelular e a relação sinal-ruídcontinuidade do enlace e a sudeterminado valor, a ERB envia redução da potência de saída ordens são enviadas, desde qude potência do telefone celularinicia o processo de hand- off .
HAND-OFF
É a passagem do
com o seu deslocamento. Assocmantendo a sua chamada e gerenciador então procura entre fortemente e sinaliza ao móvel
27
Estrutura básica de um telefone celular
arquitetura básica de um sistema celular assim se define
potênci a
r as interferências, as Estações Radio base e opotência de transmissão. Este fato assegura uma
evento ocorra, as ERBs monitoram o nível do sinaruído do SAT(tom de áudio de supervisão) utilizad
sua qualidade. Sempre que a intensidade do sinaa uma mensagem ao celular pelo canal direto d
a de RF ou o aumento, se estiver abaixo deste que o celular possa cumpri- las. Para isso a CC
celular. Caso o celular esteja operando na potência .
o controle de um assinante de uma ERB para Associada ao hand-off, quando a EM se distancia e o sistema percebe que o nível de sinal est
as células vizinhas qual delas está captan para ocupar um dos canais desta célula. Há uma
Telefonia II
define:
os celulares operam a boa qualidade na sinal proveniente do
izado para verificar a nal estiver acima de de voz, ordenando a e limiar. Ambas as CC analisa a classe a máxima, a CCC
a outra, de a- cordo a da ERB que está
está muito baixo, o captando o sinal mais
a troca de canal
permitindo ao assinante continuaassinante usa um canal. Na outra Ede freqüências nesta mudança d
Soft hand-off:
É o hand-off que
freqüências. No padrão celular passa de uma célula para outrcomando da ERB (hard hand-off)
Na tecnologia CDMsão as mesmas; portanto, o substituído pelo da ERB atual. com dois códigos, um da célulcontudo. Isso ocorre quando o terminavai para outra célula que possui
que o terminal vinha usando. Nest
Canal de tráfego
Tem como objetivo circuitos duplex, formados com trabalham com sinais entre usuárEstação Radio base, em conversaçoutro canal de tráfego ou ajust
Canal de controle
Cada Estação Radio
por um canal de controle diretde busca" ou "paging". E um base) chamado "canal de a- cesso"estabelecer uma chamada e se
Roamimg
É a utilização de
original. É também o termo uaparelho fora de sua área ddevido à conexão das CCCs registro do usuário móvel visitante(roammerocorre de duas maneiras:
A) Manualmente : ocorre quand
contacta a CAC(centro de
B) Automático : O sistema permitsem necessidade de avisar a comunica-se com a ERB mais verificar de onde é o assinantsão destinadas.
Área de sombra:
É uma área geográfica
edifícios, muros etc.) impedindinviabilizando a comunicação comestação rádio base próxima ou áre
ARQUITETURA
FDMA - Múltiplo acesso po r Acess)
Os sinais são tranum espectro de RF. Esta arqui
28
continuar sua conversa. Ou seja, dentro da cobertura a ERB adjacente, usará um outro canal disponibilizado. de ERBs, o hand-off é conhecido como hard hand
e ocorre entre células com tecnologia digital, qur analógico (AMPS) ou no digital(CDMA), quando
ra, há uma troca de freqüências (relativas ao canaloff).
CDMA, que será vista adiante, as freqüências utilizadao espectro recebido da ERB anterior vai send
. O telefone móvel CDMA, por alguns instantes, célula anterior e outro da atual. Pode haver hard
terminal móvel de uma célula que possui apenai mais de um canal CDMA, sendo que não há
Neste caso, haverá troca de canais de códigos.
o o transporte dos sinais vocais. As estações m canais TX e RX, denominados canais de
usuários e nunca sinais operacionais do sistemaconversação com o móvel, precisa ordenar a este últ
ajuste de potência de transmissão.
base possui uma unidade de canal de controle (circuitireto FOCC (Tx em relação à Estação radio base)
canal de controle reverso RECC(Rx em relação cesso". Estes canais só são utilizados apenas reservam ao transporte de dados.
e uma estação móvel fora da área de serviçutilizado para indicar que o assinante celular de registro. A utilização dos serviços de outros através da RTPC(rede telefônica pública comutada
visitante(roammer) no sistema hospedeiro. A criaçã
quando o usuário entra na área de serviço de atendimento ao cliente celular) e se registra.
permite ao usuário de um celular viajar de uma a mudança para as operadoras celulares locais. Cads próxima avisando que está na área. As CCCs
assinante e de providenciar o desvio automático das
a onde predominam obstáculos físicos (paredes, impedindo a propagação das ondas ele- tromagnética
m os aparelhos celulares. Pode acontecer tambéárea fora do alcance de captação de sinal da estaçã
ARQUITETURA S DE MÚLTIPLO ACESSO
r divisão de freqüência(Frequency Division Multipl
nsmitidos através de portadoras com freqüências arquitetura utiliza uma portadora para cada canal. Na
Telefonia II
a de uma ERB, o . Quando ocorre troca
hand-off.
que usam as mesmas o um telefone móvel canal) que ocorre ao
utilizadas pelas ERBs sendo gradativamente
, vai ter de trabalhar d hand-off no CDMA,
apenas um canal CDMA "espaço" no canal
radioba- se possuem e tráfego(Vc). Sempre a. Exceto quando a último a troca para
controle (circuito duplex) formado ) chamado de "canal o à Estação Radio s no momento de
serviço de seu sistema está utilizando seu
s sistemas é possível utada) e a criação ou
iação do “roammer”
e um novo sistema,
a cidade para outra Cada telefone celular s encarregam-se de
s chamadas que lhe
, vegetação densa, agnéticas das antenas,
também por falta de estação móvel.
Multipl e
diferentes dentro de a estação rádio base
os canais ficam disponibilizados
utilizado pelo AMPS. Utiliza umuma das bandas A ou B para Mhz para os canais sentido Erpara a Erb chamados canais canais se estabelece em funçãO FDMA é estritamente uma arquitetur
TDMA: Time Division Multipl
Nesta arquitetura, um
diferentes instantes de tempo. canais AMPS, 30 Khz, e é us64 Kbps, é comprimido para dos três assinantes é transmitidTDMA
em operação no Brasil, o D-AMPS(Digitalportadora com largura de 30KhzKbps. Os padrões TDMA IS-54 padrão AMPS. O padrão IS-136 de controle digital.
O padrão IS-136(Indisponível no Brasil. Tem qualidadutilizada pela maioria das operadora
O TDMA pode ser
CDMA – Múltiplo acesso por
O CDMA foi desenvolvidrádio. Sua tecnologia necessita freqüências de transmissão disponíveisrádio, bem como rastrear e ouvi
Mais precisamente eaplicações comercias, fortalecendnecessário muito mais faixa de freqüência disponível do vender aparelhos e adquirir assinante
Todos os telefones
mesmo tempo e nas mesmas e assinantes) possui um longo do outro no lado do receptor. O por exemplo. Assim pode recebesinal de cada um deles. Ele receptores trabalham cadestas três réplicas, a degradaçãsaudável.
CDMA é o nome
spectrum ) aplicada à telefonia bandas de 1,25Mhz. Neste contextsimultaneamente eu uma única Os sistemas celulares CDMA, atualmtransmissão para voz são 8Kbps
O algoritmo de comem cerca de 8kbits/s, é chamadbaseado na família dos codificadorecolocar que a voz no sistema gravado em CD, mas sim, deviddegradando- se à medida que o de bits (BER).
O CDMA é uma arquitetura de
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s para qualquer aparelho móvel(Movie Station). É o
uma arquitetura FDMA possuindo 416 canais de cada um dos quais são reservados 25 Mhz de
Erb – Ms chamados canais diretos e 12,5 Mh reversos, como já foi visto. Assim, fica evidente
função da largura de cada canal. arquitetura de faixa estreita .
Multipl e Access (Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo
uma mesma portadora pode ser dividida por diferen. Cada canal TDMA americano tem a mesma largursado por três assinantes. O sinal digitalizado de
a 8 Kbps por vocoder (padrão IS-54). Depois, transmitido pelo mesmo canal, um de cada vez. O sist
AMPS(Digital- AMPS) utiliza três canais compartilhand30Khz, com uma faixa de transmissão de 49
4 e IS-136, portanto, aumentam em três vezes 6 difere do IS-54(Interium Standart – 54) pela introduçã
nterium Standart – 136) é a última versão dqualidade de voz superior em relação a outras versõeperadoras que estão im- plantando serviços digitais.
implementado como faixa estreita e faixa larga .
divisão de código(Code division Multiple Acess )
desenvolvido primeiramente nos sistemas militares de telea de pouca energia. Possui uma grande eficiênci
disponíveis. É extre- mamente difícil interferir em umouvir clandestinamente seus sinais.
em 1989 os militares americanos liberaram a tecnologifortalecendo a tese que o advento de sistemas digitais
o que propriamente uma evolução natural do sisassinantes é o primeiro objetivo das operadoras.
s celulares CDMA bem como suas Erbs transmite freqüências portadoras. Cada um dos elementos código binário exclusivo O código é aplicado a cada um dos bits gerado
receber vários sinais ao mesmo tempo, compará-los e Eles utilizam um receptor chamado “RAKE”, dcada um com uma réplica do sinal. Por meio d
ação do sinal é corrigida, resultando num único
e comercial da tecnologia do espalhamento a celular. Tecnicamente, o espectro é dividido e
contexto de banda, é possível o com- partilhamento a portadora sendo toda faixa disponível do espectro atualmente em uso, seguem o padrão IS-95, onde s ou 13 Kbps e para dados 9,6 kbps. mpressão de voz especificado pela IS-54, que comprim
chamado de VSELP (Vector Sum Excited Line- ar Predictivcodificadores CELP (Coded Ex- cited Linear Predictive Coding)
a di- gital, como muitos pensam, não tem a qualidaddevido à compressão, se torna um pouco metálico móvel se distancia da ERB, devido ao aument
e faixa larga .
Telefonia II
o sistema padrão
de 30 Khz em cada banda, sendo 12,5
Mhz para canais do Ms e que o número de
Tempo ) –
diferen- tes canais em largura de banda dos e cada assinante, de
o sinal comprimido sistemacom arquitetura
compartilhando uma
s a capa- cidade do introdução de um canal
da tecnologia TDMA versões e está sendo
.
)
tele- comunicações via eficiência no uso das uma transmissão via
tecnologia CDMA para s em telefonia, foi
pela falta de sistema celular. Afinal,
transmitem seus sinais ao s do sistema (ERBs o para diferenciar um
gerados por um assinante, e aproveitar o melhor de modo que trêsda comparação entre sinal mais robusto e
o espectral (spre- ad em portadoras com de até 60 usuários o utilizada.
e as taxas básicas de
comprime os 64kbits/s Predictive Coding) e é
Coding). É importante qualidade de um som metálica e robotizada,
aumento da taxa de erro
O sinal PCM de
compressão é realizada pelo vocode
produzem velocidades diferentes,
qualidade de voz. Os vocoders
Desta forma, onde antes era possíve
cabem vários de 8 Kbps. A seqü
maior(1.228.800 bits por segundo)
um circuito OU_EXCLUSIVO com
específico de 128 bits(no caso
código. Ao bit zero atribui-se um
inverso ao do bit zero.
No receptor, se ap
código, recupera- se o bit 1.
original, ou seja, a velocidade d
depois de codificado este sinal ser
sinal, ainda em condições adver
spread spectrum , ou espalhament
Segue um diagrama comparativo
30
e 64 Kbps é comprimido para um sinal de velocidad
vocoder ou codificador de voz. Há vários tipos
, sendo o mais utilizado o de 8 Kbps que
s são importantes para aproveitar melhor o espectr
possível apenas a transmissão de um sinal vocal
seqüência digital do vocoder é transformada em outr
o). Isto é possível quando se soma o sinal digita
m uma seqüência pseudo- aleatória gerada por
do IS- 95), ou seja, cada bit de informação será
código(entre trilhões de combinações) e ao bit
parecer o código, recupera-se o bit zero, se aparec
Importante: os 128 bits do código ocuparão o mesm
do código é muito maior. Se o vocoder produzir
será de 1,228 Mbps, tornando mais fácil a recuperaçã
rsas. Esta técnica de expansão do espectro chama
espalhament o espectral , e é a essência do CDMA.
o entre as tecnologias FDMA, TDMA e CDMA
Telefonia II
velocidade me- nor. Esta
s de vocoders, que
e preserva uma boa
espectro de freqüências.
l de 64 Kbps agora
outra seqüência de taxa
digital de voz através de
r meio de um código
á substituído por este
1 atribui-se o código
aparecer o inverso do
mesmo tempo do bit
um sinal de 8Kbps,
recuperação posterior do
chama-se, em inglês,
GSM (sistema Móvel Global –
O grupo GSM foi introduzido comercialmente em encaixou como solução na unificação e diversas partes do mundo, sucesso do sistema AMPS, introduzia
A Associação de
representa os interesses de mais GSM, como também entidades funções da associação está mundial.
O sistema GSM utiliza um
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Global System for Mobile Communications)
foi criado na Europa em 1989, e o sistema em 1992. Dentro da globalização em Tecomunicações, unificação de um sistema celular usado em larga
mundo, inclusive nos EUA, que por conta da alta introduzia diversos problemas para implantação.
GSM, localizada em Dublin, Irlanda e Londres mais de 600 sistemas GSM, operadores, fabricantes
também entidades reguladoras e administrativas em mais de 173 está o desenvolvimento e promoção do padrão
liza um espectro de 25 Mhz, com 125 portadoras
Telefonia II
GSM foi realmente Tecomunicações, o GSM se
larga escala na Europa, alta concorrência e o
Londres e Inglaterra, fabricantes de sis- temas
173 países. Dentre as GSM como solução
ortadoras separadas por
200 Khz em cada intervalos de tempo, que proporcionam missão.
No Brasil, a operaç
operadoras TIM, Oi e Telemar.
Faixa de freqüência do GSM
O sistema GSM pode ser implantado
GSM 400 – 450,4 Mhz 496 Mhz, 1805 Mhz a 1880 Mhz GSM 900 Mhz e 1930 a 1990 Mhz.
Glossário
Air Time: é o tempo de utilizaçãchamadas. Área de registro : Região em quÁrea de serviço: Área em originando e recebendo chamadasÁrea de sombra: Local dentr viadutos ou montanhacomunicação entre ERBs e SemBanda de guarda : Faixa de interferências mútuas. Banda larga ou Faixa longa : grande velocidade. Por exemplo155 Mbps requer rádios de bandCODEC:Codificador/Decodificador de voz digitalizados. DLC: Digital Loop Carrier. Termentregar serviços de telefonia, dFenômeno perto-longe : Imagine mesma ERB, e que a unidade cobertura. Como a unidade A unidades tentarem transmitir conseguir um acesso. Bons este fenômeno. FPLMTS: Future Public Land Mobilsistemas móveis de terceira geração(Scratchpad Memory): presente telefônicos numa memória, duranteletromagnético que interrompa, perturbSistemas digitais IMT-2000: (Internsistema celular digital de terceir
NAM (Numerical Assignment Module)assinante. Número de Série Eletrônic o telefone pelo fabricante. Emitididentificar o telefone em operaçã
BIBLIOGRAFIA
Ovídio Barradas - Você e as Telecom Harry Mileaf - Electronics ONE – H Antonio Martins Ferrari – Telecomun J.L. Silveira – Comunicação de Da Internet
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cada sentido de transmissão. Cada portadora subdivideproporcionam um total de 1000 canais em cada
operação do sistema GSM ficou, por enquanto, a cargo
implantado em qualquer faixa de freqüência:
Mhz, em subdivisões de faixas. GSM 1800 - 1710 900 - 880 a 915 Mhz 925 a 960 Mhz GSM 1900
utilização do telefone celular, tanto originando com
que o celular foi registrado. m que as estações móveis têm acesso ao servi
das, inclusive da rede pública de telefoni- a. dentro de uma área de serviço onde obstáculos
montanhas bloqueiam a propagação das ondas de Sem.
freqüências sem uso entre dois canais, de form
: Uma faixa de freqüência larga o bastante para exemplo, transmitir sinais digitais a
banda larga. r - elemento utilizado para compressão/ descom
Termo amplamente utilizado em redes de acesso, tecnologidados, vídeo e internet, a localidades remotas via e que duas unidades móveis estão tentando se A está mais perto que a B, e ambas estão
A está mais perto, seu sinal de rádio é mais ao mesmo tempo, pode acontecer de a protocolos de acesso por rádio devem estar preparado
Mobile Telecommunication System - Nome dado pelgeração. Também conhecido por IMT-2000. Memóri a
e em alguns telefones celulares, permite armazenadurante conversas. Interferência: Qualquer emissão, irradiação
perturbe ou degrade a recepção de sinais de telecomunicaçõe(Intern ational Mobile Telecommunications - 2000 )
terceir a geração, proposto pelo ITU.
Module): termo técnico que corresponde ao númer
o (Eletronic Serial Number): número gravado Emitido pelo telefone celular durante o uso, serv
operação
elecomunicações- Editora Interciência
HAYDEN BOOK COMPANY
unicações E Revolução – Editora Érica
ados e Sistemas de Teleprocessamento – Makron Boo
Telefonia II
portadora subdivide-se em oito cada sentido de trans-
cargo das
1710 Mhz a 1785 Mhz e 1900 - 1850 a 1910
o recebendo
serviço móvel celular
obstáculos, paredes, edifícios,e rádio, impedindo a
forma a evitar
a sinais digitais de
descom- pressão de sinais
tecnologia que permite a fibra óptica. se comunicar com a
o dentro da área de s forte. Se as duas
unidade B nunca preparados para evitar
elo ITU para os a de Rascunho
armazenar números radiação, indução e ruído telecomunicações
) - nome dado ao
ero do telefone do
o eletronicamente no serve para o sistema
ooks
