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Radio Enlace Digital Conceitos Bsicos

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Este documento consiste em 139 pginas.

Elaborado por: U37, IC CS AT (Antonio Cezar Lemos Horta) Liberado em (junho) de 2006.

Publicado pela Doc-Services Ltda.

Impresso no Brasil.

Sujeito a alteraes tcnicas.

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Siemens Ltda.

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ndice

1 Princpios bsicos de propagao ................................................................................................. 7 1.1 Ondas eletromagnticas................................................................................................................ 7 1.2 Frente de onda............................................................................................................................ 10 1.3 Polarizao ................................................................................................................................. 11 1.4 Meio de transmisso ................................................................................................................... 12 1.5 Mecanismo de propagao.......................................................................................................... 14 1.6 Ligaes em visibilidade ............................................................................................................. 15

2 Conceitos de refratividade, obstruo e reflexo ......................................................................... 17 2.1 Refrao atmosfrica .................................................................................................................. 17 2.2 Anlise da refratividade e do fator K............................................................................................ 18 2.3 Propagao................................................................................................................................. 21 2.4 Zonas de Fresnel......................................................................................................................... 22 2.5 Elipside de Fresnel .................................................................................................................... 24 2.6 Efeitos do terreno na propagao................................................................................................ 25 2.7 Efeito de obstculos nas ligaes via rdio ................................................................................. 25 2.8 Critrios de desobstruo ............................................................................................................ 26 2.9 Reflexes no solo........................................................................................................................ 26

3 Atenuaes (espao livre e suplementares)................................................................................. 28 3.1 Perda de percurso ....................................................................................................................... 28 3.2 Dutos........................................................................................................................................... 29 3.3 Anlise da atenuao pluviomtrica ............................................................................................ 29 3.4 Caracterizao da estrutura da chuva ......................................................................................... 29 3.5 Mtodos para estimativa do efeito de chuva................................................................................ 30 3.6 Indisponibilidade total .................................................................................................................. 33 3.7 Absoro atmosfrica.................................................................................................................. 33

4 Clculo do desempenho do sistema rdio digital ......................................................................... 33 4.1 Introduo a desvanecimentos .................................................................................................... 34 4.2 Metodologia de clculo................................................................................................................ 35 4.3 Desvanecimento plano................................................................................................................ 35 4.4 Desvanecimento seletivo ............................................................................................................ 35 4.5 Diversidade ................................................................................................................................. 36 4.6 Diversidade de espao ................................................................................................................ 36 4.7 Diversidade em freqncia.......................................................................................................... 36 4.8 Diversidade hbrida ..................................................................................................................... 37 4.9 Diversidade qudrupla................................................................................................................. 37

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4.10 Clculo da altura da antena de diversidade..................................................................................37 4.11 Fatores de melhoria .....................................................................................................................38 4.12 Fator de melhoria devido inclinao da trajetria ......................................................................38 4.13 Fator de melhoria devido diversidade de espao.......................................................................38 4.14 Fator de melhoria devido diversidade de freqncia .................................................................39 4.15 Planejamento de freqncias.......................................................................................................41

5 Rdio Transmisso ......................................................................................................................43 5.1 Rdio Ponto a Ponto Analgico....................................................................................................44 5.2 Rdio Ponto a Ponto Digital .........................................................................................................45 5.3 Rdio Tronco e Rdio Acesso ......................................................................................................46 5.4 Rdio Digital x Fibra ptica .........................................................................................................48 5.5 Rdios Ponto-Multi-Ponto ............................................................................................................49 5.6 Celular - GSM..............................................................................................................................50 5.7 Diagrama em Blocos Rdio Digital...............................................................................................52 5.8 Interface Tributrio.......................................................................................................................53 5.9 Multiplex/Demultiplex...................................................................................................................53 5.10 Insero/Extrao de Servios.....................................................................................................54 5.11 Quadro Digital PDH .....................................................................................................................55 5.12 Quadro Digital SDH .....................................................................................................................55 5.13 Embaralhador/Desembaralhador..................................................................................................58 5.14 Codificador Diferencial.................................................................................................................59 5.15 Modulador....................................................................................................................................60 5.16 Demodulador ...............................................................................................................................61 5.17 Transmissor .................................................................................................................................63 5.18 Receptor ......................................................................................................................................64 5.19 Derivao ....................................................................................................................................64 5.20 Potncia Tx/Rx ............................................................................................................................66 5.21 Largura de Banda e Canalizao de RF.......................................................................................66 5.22 TEB - Taxa de Erro de Bit ............................................................................................................68 5.23 Cosseno Roll-Off, Nyquist, Banda de Passagem..........................................................................69 5.24 Cosseno roll-off, Banda de Passagem..........................................................................................70 5.25 Filtros...........................................................................................................................................71

6 Tipos de Modulaes ...................................................................................................................72 6.1 Modulao 64QAM ......................................................................................................................73 6.2 Demodulador bsico 64QAM .......................................................................................................76 6.3 BCM Modulao Codificada em Blocos.....................................................................................78 6.4 TCM - Modulao Codificada em Trelia .....................................................................................80 6.5 TFM - Modulao em Freqncia Suave .....................................................................................82

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6.6 OFDM ......................................................................................................................................... 83 6.7 Rudos e Circuitos Corretores...................................................................................................... 85 6.8 Relao S/N................................................................................................................................ 85 6.9 Relao entre TEB e S/N ............................................................................................................ 87 6.10 Cdigos Corretores de Erro - FEC............................................................................................... 89 6.11 Resultados do FEC ..................................................................................................................... 90

7 Equalizao................................................................................................................................. 91 7.1 Propagao por mltiplos percursos e suas conseqncias......................................................... 91 7.2 Equalizao Transversal no Domnio do Tempo.......................................................................... 93

8 Operao co-canal ...................................................................................................................... 94 8.1 XPD Degradao de Polarizao Cruzada................................................................................ 95

9 Melhorias para reduzir interferncia cross-polar .......................................................................... 96

10 Proteo para Rdios Digitais ..................................................................................................... 97 10.1 Sistema 1+1 Isofrequencial - HOT-STANDBY............................................................................. 97 10.2 Sistema de proteo N:1/N+1 com Diversidade em Freqncia ................................................. 98 10.3 Diversidade em Espao............................................................................................................... 99

11 Comparao das hierarquias plesicrona e sncrono ................................................................. 100 11.1 Taxas de bit padronizadas (PDH, ITU-T G.702)......................................................................... 100 11.2 Caractersticas do sinal (PDH)................................................................................................... 100 11.3 Hierarquia sncrona (SDH)......................................................................................................... 102 11.4 Taxas de bit de transmisso, estrutura de quadro SDH ............................................................. 105 11.5 Estrutura de quadro STM-N....................................................................................................... 107 11.6 Embaralhador STM-1, STM-N ................................................................................................... 109 11.7 Mapeamento de containers ....................................................................................................... 114 11.8 Mapeamento de sinais plesicronos .......................................................................................... 124 11.9 Ponteiros................................................................................................................................... 125

12 Overhead .................................................................................................................................. 129 12.1 Funes do overhead................................................................................................................ 129 12.2 Overhead de seo (SOH) ........................................................................................................ 130 12.3 Descrio dos bytes individuais do SOH ................................................................................... 131 12.4 Monitorao, manuteno e controle na hierarquia SDH ........................................................... 139 12.5 Sees de monitorao............................................................................................................. 140 12.6 REI, RDI (FEBE, FERF) ............................................................................................................ 143 12.7 SIA............................................................................................................................................ 143

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1 Princpios bsicos de propagao

1.1 Ondas eletromagnticas

As ondas de rdio que se propagam entre as antenas transmissora e receptora so denominadas ondas eletromagnticas.A figura abaixo apresenta um esquema simplificado de uma ligao rdio, onde a antena transmissora transforma as variaes de tenso e corrente em ondas eletromagnticas, capazes de se propagarem no espao.

Fig.1

A antena receptora desempenha papel contrrio, transformando a energia das ondas eletromagnticas em variaes de tenso e corrente necessrias ao funcionamento do equipamento.

1.1.1 Propagao

O conceito de onda eletromagntica est diretamente ligado s noes de campo eltrico e campo magntico, bem conhecidas no estudo de circuitos e transformadores. Como se sabe, do estudo da eletrosttica, um campo eltrico resulta de alteraes nas condies do espao vizinho uma carga. Na figura a presena de um campo eltrico (representado por uma seta) sentida por uma carga negativa, a qual se desloca em direo carga positiva causadora do campo. Na verdade, a carga negativa tambm produz seu prprio campo, e a interao entre eles que provoca o deslocamento.A carga negativa no est presente e o campo no pode ser sentido, pois nenhum efeito material pode ser visualizado. No entanto o campo eltrico existe, modificando as propriedades do espao prximo carga, e quando uma carga negativa a penetrar, o efeito do campo ser sentido.

Fig.2

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Fig.3

O efeito de um campo magntico pode ser visualizado atravs de um transformador. Na figura a circulao de corrente i no secundrio uma funo do campo magntico produzido pelo primrio. No entanto, se o secundrio for retirado o campo magntico continua existindo, modificando as propriedades do espao vizinho, mas sem ser visualizado.

Fig.4

Fig.5

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As modificaes no espao ocasionadas pelo campo magntico ou pelo campo eltrico no se fazem sentir imediatamente em todos os pontos, indicando que esses campos possuem uma certa velocidade de propagao.Observa-se ainda que um campo eltrico varivel deslocando-se em um meio de propagao no pode existir isoladamente sem a presena de um campo magntico varivel a ele associado. Assim, os dois campos se propagam em conjunto, no havendo sentido em se falar de ondas eltricas ou ondas magnticas e sim no fenmeno conjunto que so as ondas eletromagnticas. As ondas eletromagnticas so representadas normalmente por senides, uma para cada campo, possuindo portanto os parmetros de amplitude, freqncia, fase e comprimento de onda. A velocidade de propagao das mesmas independente da fonte geradora, estando relacionada ao comprimento de onda () e freqncia (f) por v = .f . Quando se considera a propagao no vcuo, a velocidade constante e igual a 3x108 m/s (velocidade da luz). Num meio qualquer essa velocidade ir diminuir (quanto mais denso o meio, menor a velocidade), sendo que a relao anterior se mantm sempre vlida. Podemos assim caracterizar a onda eletromagntica irradiada por uma certa fonte, pelos vetores Campo Eltrico (E) e Campo Magntico (H), sendo que as intensidades so inversamente proporcionais distncia "D" em relao fonte irradiante.

Fig.6

Fig.7

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Fig.8

Observa-se ainda que os campos Eltrico e Magntico so perpendiculares entre si, e esto em fase no tempo, sendo o plano formado pelos dois, transversal direo de propagao.

1.2 Frente de onda

Considere uma fonte de ondas eletromagnticas que irradie energia igualmente em todas as direes. Assim, a uma certa distncia da fonte, qualquer que seja a direo, as intensidades e fases dos campos sero as mesmas. Assim sendo, em uma esfera de raio "R" em torno da fonte, a fase a mesma em todos os pontos, formando o que se chama uma frente de onda . A uma distncia suficientemente grande da fonte, as superfcies das esferas sero to extensas que, prximo ao ponto de recepo, podem ser consideradas como planas. Assim, entende-se o conceito de onda plana, onde os campos possuem valores constantes em um plano transversal direo de propagao.

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Fig.9

1.3 Polarizao

As maneiras como os campos se orientam no espao conhecida por polarizao. A certa distncia da fonte, onde as ondas j podem ser consideradas planas, e imaginando-se a direo de propagao paralela superfcie da terra, diz-se que a onda verticalmente polarizada quando o campo eltrico perpendicular superfcie da terra e horizontalmente polarizada quando o campo eltrico paralelo a esta.

Fig.10

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Fig.11

1.4 Meio de transmisso

O meio de transmisso das ligaes via rdio composto pelo conjunto superfcie terrestre - atmosfera. A influncia da superfcie terrestre se faz sentir na propagao das ondas de vrias formas, entre as quais: Obstruo, Difrao, Reflexo e outras. Quanto interferncia da superfcie, os enlaces de rdio em freqncias acima de 800 MHz devem ser planejados para prover no mnimo visada direta entre as antenas transmissora e receptoras. No entanto, o caminho direto nem sempre garante uma boa transmisso de rdio. Se o feixe de microondas passarem muito perto de um obstculo, a obstruo parcial resultar no aumento da perda na transmisso. A reflexo do feixe de microondas no terreno uma das fontes de variao do sinal recebido. Ocorre quando as ondas de rdio atingem uma superfcie mida, tais como camadas atmosfricas de diferentes densidades, bem como, superfcies d'gua. Dependendo do comprimento do percurso do sinal refletido, comparado ao sinal direto, o sinal refletido pode atingir a antena em fase ou fora de fase em relao ao sinal direto, o que causa interferncias construtivas ou destrutivas respectivamente. Em relao a atmosfera, pode-se subdividir em trs camadas principais: troposfera, estratosfera e ionosfera.

Fig.12

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Fig.13

1.4.1 Troposfera

Camada adjacente superfcie terrestre e se estende at uma altitude de aproximadamente 11 km. Atravs desta camada a temperatura decresce a uma razo de 6,5 a 7 C/km com a altitude, atingindo o limite superior um valor de aproximadamente -50 C. Na troposfera esto presentes vrios tipos de gases como o oxignio, o nitrognio e o dixido de carbono, alm de vapor d'gua e precipitaes eventuais como chuva e neve. Em conseqncia disso, o comportamento fsico dessa camada em geral descrito por trs parmetros: Presso, temperatura e umidade. No que concerne s ondas de rdio, os principais fenmenos a serem analisados quando da propagao atravs da atmosfera, alm da influncia das precipitaes a refrao que ocorre porque as ondas de rdio trafegam a diferentes velocidades atravs do meio com densidades variveis devido a presena de molculas e vapor dgua que faz com que o sinal trafegue mais lentamente do que se comparado ao espao livre (vcuo), onde a velocidade constante e mxima. Assim, partes do feixe trafegam em velocidades maiores do que aqueles que trafegam em camadas atmosfricas mais densas, o que resulta no encurvamento do feixe, geralmente para baixo, seguindo a curvatura da terra.

1.4.2 Estratosfera

Camada da atmosfera terrestre que se segue troposfera. A temperatura nessa regio tida como aproximadamente constante (regio isotrmica). A estratosfera se estende da altitude de 11 km at cerca de 50 km. Esta camada estvel no sentido da propagao radioeltrica, mas tem pouco interesse para telecomunicaes. Nos casos usuais as ondas simplesmente a atravessam de baixo para cima ou de cima para baixo.

1.4.3 Ionosfera

Camada mais alta da atmosfera denominada de ionosfera, que se estende de cerca de 50 km a 400 km

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de altitude, podendo ser subdividida em vrias camadas com diferentes graus de ionizao, sendo as camadas mais altas mais fortemente ionizadas. mais utilizada nas faixas de VLF, LF, MF e HF, quando so aproveitados os efeitos das chamadas reflexes e refraes ionosfricas. Neste manual no abordado a utilizao destes efeitos em detalhe, tendo em vista a indisponibilidade para UHF e SHF.

1.5 Mecanismo de propagao

Na Tabela 1, mostra-se a diviso de faixas de freqncia, seus limites e usos.

Tab.1

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1.6 Ligaes em visibilidade

J na faixa de VHF no se torna mais possvel o uso da refrao ionosfrica, porque nesta faixa as ondas refratadas no chegam a atingir o ngulo zero, no retornando superfcie terrestre.

Fig.14 Transparncia da ionosfera a partir de VHF Acima de VHF, entretanto, j so usadas antenas que concentram a energia em feixes mais estreitos, estabelecendo as ligaes atravs da onda espacial direta entre as antenas transmissora e receptora, formando sistemas em visada direta. So tambm estabelecidas nas faixas de VHF e UHF as ligaes por difrao. O fenmeno da difrao pode ser melhor compreendido lembrando-se que ocorre quando um feixe de luz incide sobre um anteparo opaco localizado num compartimento escuro. Verifica-se neste caso que as bordas do anteparo no projetam uma sombra perfeitamente distinta. O contorno da sombra no ntido, uma vez que os raios de luz contornam as bordas do objeto opaco, diminuindo a rea de sombra. A difrao, ou desvio da onda de luz em torno das bordas de um objeto opaco, relativamente pequena, mas esse efeito nas ondas de rdio mais sensvel, desde que estas apresentam maior comprimento de onda (mais baixa freqncia). A figura ilustra o fenmeno da difrao,considerando duas ondas de rdio de freqncias diferentes, sendo f2 > f1.

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Fig.15 Difrao em obstculos Assim, a presena de obstculos prximos linha de visada entre as antenas, como morros, rvores ou prdios, acarreta uma diminuio da energia recebida, sendo que parte da onda bloqueada e parte contorna o obstculo. Quanto menor a freqncia, mais pronunciado o contorno do obstculo. A prpria terra pode se constituir num obstculo a ser contornado, devido sua curvatura. A figura ilustra a difrao na superfcie da terra.

Fig.16 Difrao na superfcie da Terra

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2 Conceitos de refratividade, obstruo e reflexo

2.1 Refrao atmosfrica

Se um feixe luminoso incidir sobre uma superfcie d'gua em repouso, como mostra a figura, parte dessa luz ser refletida e parte penetrar na gua. Esse fenmeno de penetrao do feixe, segundo um outro ngulo, chama-se refrao e pode ser facilmente verificado pelo exame de um copo no qual se tenha mergulhado uma colher. Vista de determinado ngulo a colher parece ter quebrado a partir do ponto em que penetra na gua.

Fig.17 Refrao do feixe de luz ao passar do ar gua Essa mudana de direo ou desvio ocorre sempre que a onda incide de forma oblqua na superfcie de separao de 2 meios distintos, e depende de uma caracterstica desses meios chamada de ndice de refrao. Este ndice expresso pela relao entre a velocidade de propagao da onda eletromagntica no vcuo e no meio em questo. Dessa forma, a mudana ser maior para os meios mais densos (menor velocidade de propagao). Na propagao atravs da atmosfera real observa-se uma curvatura do feixe de microondas no plano vertical, conforme apresenta a figura devido a sucessivas refraes que o mesmo sofre.

Fig.18 Refrao da onda na atmosfera

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A parte superior da frente de onda se desloca num meio menos denso, com uma velocidade de propagao um pouco maior que a parte inferior da mesma. Isto produz ento o encurvamento do feixe, que j irradiado pela antena com uma ligeira inclinao para cima, para compensar este efeito.

2.2 Anlise da refratividade e do fator K

Nas camadas inferiores da troposfera, os feixes de microondas geralmente seguem uma trajetria que, na maioria das vezes, encurvada para baixo. O problema que tambm se devem considerar a curvatura da Terra. Para simplificar a anlise da propagao, resolveu-se por considerar o feixe sempre como uma linha reta, corrigindo-se ento o raio da Terra para um raio virtual a fim de compensar esta considerao.

Fig.19 Conceito de raio equivalente A correo do raio de terrestre feita atravs do fator K, que justamente a relao entre o raio equivalente e o raio real (aproximadamente 6370 km).

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Fig.20

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Fig.21 Curvas de gradiente de refratividade para 50% do tempo (novembro)

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2.3 Propagao

A figura apresentada a seguir ilustra vrios casos distintos do fenmeno de refrao, funo do tipo de variao do ndice "N" com a altitude. Encontram-se tambm nesta figura as representaes das "Terras Equivalentes", com o raio modificado e o feixe de microondas em linha reta.

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Fig.22 Diferentes casos de refrao Como resultado do encurvamento do feixe, que em geral varivel com o tempo, temos como principais conseqncias as seguintes: - obstruo parcial das ondas por obstculos (por exemplo morros) - desvio da energia irradiada da antena transmissora - anomalias de propagao, como os casos de percursos mltiplos e formao de dutos. - modificao nas condies de reflexo da onda.

2.4 Zonas de Fresnel

Consideramos uma fonte ideal F, gerando ondas numa certa freqncia f, conforme a figura.

Fig.23 Composio de trs irradiadores elementares

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Fig.24 Zonas de Fresnel Estes anis circulares so denominados de zonas de Fresnel. Pode-se mostrar que a rea de cada zona de Fresnel aproximadamente igual.

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2.5 Elipside de Fresnel

Na figura consideramos uma frente de onda a uma certa distncia da fonte irradiante. Imaginemos agora que esta distncia varie, de modo a considerarmos outras frentes de onda.

Fig.25 Elipside de Fresnel Conclui-se ento que o clculo da primeira Zona de Fresnel deve estar associado s influncias do terreno para se saber o quanto haver de atenuao. Sendo assim, faz-se necessrio saber ambos. Com o clculo da correo do terreno obtm-se o incremento que a altitude dever sofrer devido a curvatura da Terra.

Fig.26 Raio de Fresnel e correo do perfil

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2.6 Efeitos do terreno na propagao

Sob condies usuais da atmosfera o terreno tem dois efeitos principais na propagao em microondas. - rvores, prdios, morros e a prpria superfcie da terra podem bloquear uma parte do feixe de microondas, causando uma atenuao por obstruo. Quanto sua influncia em termos numricos pode-se considerar como elementos adicionais altitude natural do terreno: rvores de grande porte (eucalipto) 35 m rvores medidas soma-se 10 m ao valor medido rvores frutferas 20 m canaviais 6 m caf 3 m Quanto rea construda e no medida: casarios e subrbios de cidades 5 m cidades de pequeno e mdio porte 10 a 15 m centro de cidade de mdio e grande porte 20 a 50 m uma regio com terreno razoavelmente regular ou mares e lagos podem refletir um segundo sinal para a antena receptora. O sinal refletido pode chegar a esta antena em oposio de fase ao sinal direto, resultando em atenuao, distoro ou mesmo cancelamento quase total do campo recebido.

2.7 Efeito de obstculos nas ligaes via rdio

Consideremos agora a nossa fonte F substituda pela antena transmissora e o ponto P pela antena receptora, conforme ilustra a figura.

Fig.27 Elipside de Fresnel Pelo estudo desenvolvido anteriormente podemos concluir que a potncia recebida pela antena na figura ser funo da obstruo causada pelo terreno na onda que se propaga. Nas ligaes reais, onde as torres esto limitadas em altura, por motivos prticos e econmicos. Deve-se ento aplicar critrios de desobstruo que permitam garantir a recepo de um sinal suficientemente forte com torres de alturas adequadas. J foi visto anteriormente que, dependendo da obstruo existente, se alcanam inclusive valores de ganho superiores ao de espao livre. Os critrios prticos que permitem se definir as alturas das torres so baseados numa anlise da variao da energia recebida com o grau de obstruo existente.

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2.8 Critrios de desobstruo

Os critrios de desobstruo adotados pela Siemens referem-se a valores de "K" em 50% do tempo e em 0,1% do tempo, este ltimo sendo calculado a partir de anlise estatstica do valor do ndice de refratividade como ser visto adiante. Usa-se os seguintes critrios: a) Para freqncias maiores que 2,5 GHz: K50% - 100% de liberdade da 1 zona de Fresnel K0,1% - 60% de liberdade da 1 zona de Fresnel Calcula-se os dois casos e adota-se o mais desfavorvel: b) Para freqncias entre 1 e 2,5 GHz: K50% - 60% de liberdade da 1 zona de Fresnel K0,1% - 30% de liberdade da 1 zona de Fresnel Em enlaces menores do que 50 km, desconsidera-se perda por obstruo. c) Para freqncias menores que 1 GHz: K0,1% - 10% de liberdade da 1 zona de Fresnel Apesar de haver somente um critrio para desobstruo, deve-se calcular qual ser a atenuao mdia causada pelo obstculo, isto , para K50%

2.9 Reflexes no solo

O feixe de microondas pode ser fortemente refletido em superfcies relativamente regulares, como um terreno sem acidentes de relevo ou mares e lagos, da mesma forma que um feixe de luz fortemente refletido numa superfcie espelhada. O sinal refletido ao se compor com o sinal direto entre as antenas pode, dependendo da defasagem entre estes, causar grande atenuao ou distoro no campo resultante.

2.9.1 Parmetros que influem na reflexo do feixe de microondas

Numa ligao rdio a intensidade do feixe refletido funo dos seguintes parmetros: - grau de regularidade da superfcie refletora - freqncia da onda - ngulo de incidncia sobre o solo

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2.9.2 Influncia do tipo de superfcie

A figura 22 ilustra a reflexo do feixe de microondas em um terreno bastante irregular e a figura 23 ilustra a reflexo do feixe de microondas em um num lago.

Fig.28 Reflexo em terreno irregular

Fig.29 Reflexo na gua (lago) No primeiro caso a reflexo difusa, ou seja, h um espalhamento da onda refletida em vrias direes. No segundo, o feixe se reflete de acordo com um ngulo bem definido, igual ao de incidncia sobre a gua Na realidade, a intensidade do feixe refletido depende da relao entre o grau de regularidade da superfcie e o comprimento de onda correspondente freqncia utilizada. Para radio enlaces entretanto, fica muito difcil trabalhar com superfcies um pouco refletoras. Para tal, especificou-se um critrio que define uma superfcie como no refletora ou totalmente refletora.

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3 Atenuaes (espao livre e suplementares)

Pode-se deduzir a seguinte frmula para a atenuao em espao livre: A0 (dB) = 92,4 + 20.log.(d.f), onde: Ao - atenuao de espao livre f - freqncia de operao em GHz d - distncia entre as antenas em km Assim, podemos dizer que haver a mesma atenuao de espao livre para um enlace trabalhando a 23 GHz com 5 km quando comparada a outro a 5 GHz com 23 km. As antenas utilizadas em microondas no irradiam ou captam uniformemente energia da frente de onda. Estas antenas apresentam a propriedade de concentrar a energia irradiada em feixes muito estreitos em torno da linha de visada, de modo a aumentar a densidade de potncia nessa regio, resultando numa maior potncia recebida em relao quela que seria captada numa ligao empregando antenas isotrpicas. Este incremento de potncia matematicamente traduzido como o ganho das antenas: GTx - Ganho da antena de transmisso (dBi) GRx - Ganho da antena de recepo (dBi) Este incremento de potncia matematicamente traduzido como o ganho das antenas: GTx - Ganho da antena de transmisso (dBi) GRx - Ganho da antena de recepo (dBi)

3.1 Perda de percurso

Define-se perda de percurso como a perda total existente entre o equipamento transmissor e o receptor. Da figura conclui-se que: A =A+A +A -G -G +A +A S 0 GOTx GORx TX RX fTX fRX Onde: AS - Perda de percurso A 0 - Atenuao de espao livre para antenas isotrpicas AfTx, AfRx - Atenuao dos filtros de RF AGOTx, AGORx - Atenuao dos Guias de Ondas e alimentadores GTx, GRx - Ganho das antenas

Fig.30 Perdas e ganhos principais

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3.2 Dutos

Os dutos troposfricos (ou simplesmente dutos) so conseqncia de um fenmeno denominado de inverso de temperatura que freqentemente se verifica em certas regies da terra, como por exemplo no litoral e nos desertos. Isto acontece quando massas de ar frio entram em contato com massas de ar aquecidas, determinando a inverso de temperatura. Observa-se ento uma variao anormal do ndice de refrao com a altura que provoca o confinamento da onda em uma certa camada da atmosfera. Dois casos so comuns: o duto superficial e o duto elevado

3.3 Anlise da atenuao pluviomtrica

Com a utilizao de freqncias superiores a 10 GHz nos sistemas de telecomunicaes abriu-se um novo campo na radio meteorologia. Estas freqncias sofrem o efeito de absoro pelo oxignio e vapor d'gua presentes no ar e so atenuadas por hidrmetros como chuvas, nuvens, nevoeiro etc. No que diz respeito aplicao destas freqncias no Brasil, de particular importncia investigar as conseqncias das elevadas taxas de precipitao tpicas de regies tropicais e equatoriais. Chuvas intensas constituem uma das principais causas da interrupo de sistemas de radio enlaces, cabendo ao planejamento de sistemas rdio otimizar os parmetros de projeto de forma a alcanar a disponibilidade mnima recomendada pelo UIT-R.

3.4 Caracterizao da estrutura da chuva

Estudos tm demonstrado que h 3 fatores influentes principais para radioenlaces: a) Distribuio horizontal A chuva no homognea em toda a extenso do enlace. Medidas efetuadas atravs de sistemas de radar mostram a existncia de regies localizadas com altas taxas pluviomtricas. Freqentemente estas regies so referidas como "clulas de chuva". b) Distribuio da taxa pluviomtrica Dados relativos a chuva de intensidade elevada so de difcil obteno experimental sendo ainda altamente variveis de ano para ano.Entretanto, no projeto de sistema, as taxas pluviomtricas elevadas freqentemente tm maior interesse,sendo portanto desejvel um modelo matemtico que descreva a distribuio destas taxas, j que nas fortes chuvas que ocorrem as atenuaes mais severas. c) O tamanho, o formato e a distribuio da orientao das gotas de chuva podem variar em uma tempestade. Observaes mostram que na mdia, a distribuio do tamanho da gota relativamente estvel, variando principalmente com a taxa pluviomtrica. Os trs fatores anteriormente citados; distribuio horizontal, taxa pluviomtrica e distribuio do tamanho das gotas entre outros, so usados em formulaes matemticas para o clculo do efeito da chuva em radioenlaces, sendo os dois primeiros normalmente mais importantes.

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3.5 Mtodos para estimativa do efeito de chuva

A base fundamental para o clculo das interrupes devido a desvanecimentos por chuva a taxa pluviomtrica. O UIT-R coletou dados no mundo todo e publicou diagramas dos quais se podem extrair a intensidade de chuva de cada rea e pas do mundo. Porm, no interessa o conhecimento da taxa mdia da regio, uma vez que estes valores so sempre muito pequenos para provocar atenuaes considerveis. Mede-se ento a taxa pluviomtrica mnima para os piores 0,01% do tempo (Ex.: em um ano, os piores 53 minutos). As chuvas mais desfavorveis so esperadas em regies tropicais com taxa pluviomtrica de aproximadamente 140 mm/h. Logo, a intensidade de chuva apresentada para 0,01% do ano. De acordo com o UIT-R, o Brasil classificado nas zonas N e P que correspondem a taxas pluviomtricas de 95 mm/h e 145 mm/h respectivamente. Medidas tm entretanto mostrado que estes valores so no s simplificados como tambm exagerados (CETUC/PUC - RJ). Baseado nessas medidas, para propsito de projeto pode-se dividir o Brasil em quatro regies

Fig.31 Obteno da taxa pluviomtrica para 0,01% do tempo Um exemplo prtico de atenuao por chuva pode ser visto na tabela a seguir, que ilustra valores de atenuao conforme a freqncia para um ndice pluviomtrico de 100mm/h, que o ndice mdio de chuvas da regio sul do Brasil.

Tab.2 atenuaes por chuva em funo da freqncia

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Fig.32 Diviso brasileira quanto taxa pluviomtrica

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Fig.33 Grfico derivado das frmulas onde mostra a estimativa simplificada da atenuao especfica.

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3.6 Indisponibilidade total

Para efeitos de clculo, considera-se que h 2 fatores principais causadores de indisponibilidade: - a chuva (especificamente para freqncias acima de 10 GHz, como visto); - falha do equipamento. Sendo assim, somam-se os 2 valores para se achar a indisponibilidade total Pind = Pr + Pequip Indisponibilidade devido s falhas do equipamento Indisponibilidade devido chuva

3.7 Absoro atmosfrica

O fenmeno da absoro provocado pela transio de um nvel de energia para outro no interior de uma molcula de gs atmosfrico. Em uma atmosfera no condensada, o oxignio e o vapor d'gua so os principais responsveis pela absoro de energia. A interao do oxignio com a radiao incidente d origem a linhas de absoro em 118,74 GHz e em torno de 50 GHz a 70 GHz . J o vapor d'gua que tem caractersticas moleculares diferentes apresenta trs importantes linhas de absoro nas freqncias de 22 GHz, 183,3 GHz e 323, 8 GHz. Foi verificado que a absoro atmosfrica pode ser desprezada em lances com at 80 km na faixa de 2 a 8 GHz, ou em lances com at 30 km na faixa entre 10 a 14 GHz, sendo a partir da sempre de importncia crescente. 4 Clculo do desempenho do sistema rdio digital

A introduo da tcnica da modulao multinvel para possibilitar a transmisso de sinais via microondas, com eficincia comparvel aos processos analgicos, provocou uma revoluo nos procedimentos de clculo de desempenho. Precisou-se desenvolver modelos de propagao de canais de RF digitais, alm de se procurar formas mais precisas para a caracterizao estatstica dos fenmenos.

Genericamente, o dimensionamento dos lances realizado a partir de diversos parmetros de sistema, tais como: caractersticas do equipamento (potncia de transmisso, figura de rudo); caractersticas eltricas e mecnicas do sistema irradiante; comprimento e atenuao dos guias de onda e da cadeia de derivao; comprimento dos lances; parmetros de diversidade; condies de propagao (clima, relevo, etc.); tcnica da comutao; resultados do planejamento de freqncias.

Com bases nestes parmetros, obtm-se atravs de formulaes empricas o desempenho do sistema previsto durante a ocorrncia de desvanecimentos, bem como a indisponibilidade do mesmo, causada principalmente por chuvas. Na Rec. 556 do UIT-R tem-se a definio do caminho digital hipottico de referncia (HRDP) com 2500 km, em concordncia com o exposto na Rec. G. 821 do UIT-R, para o qual so definidos os objetivos de desempenho. Na realidade, so definidos 2 parmetros diversos para desempenho: INTERRUPES Perturbaes de um radioenlace com durao inferior a 10s, verificadas pelos SES (segundos severamente

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errados), por exemplo causadas por desvanecimentos. NO-DISPONIBILIDADE Interrupes mais longas, principalmente decorrentes da ao da chuva, as quais tm durao superior a 10s. Esta distino entre tempo de interrupo e tempo de no disponibilidade surge do fato de troncos digitais perderem o sincronismo quando elevadas taxas de erro de bit persistirem por mais de 10 segundos consecutivos. NUMERICAMENTE: os objetivos de desempenho para enlaces digitais reais so apresentados na Rec. 634, que dispe sobre a validade de considerar-se a proporcionalidade linear das condies da Rec. 594 para ligaes de comprimento L entre 280 km e 2500 km, ou seja:

4.1 Introduo a desvanecimentos

O termo desvanecimento utilizado para caracterizar aumento de atenuao, bem como reduo de atenuao (up-fading). Assim, sob desvanecimento, deve-se compreender como oscilaes da intensidade do sinal, causados pelo meio de transmisso e no pelo equipamento. O desvanecimento pode ser geralmente dividido em insignificantes cintilaes rpidas, desvanecimentos seletivos e planos. Os dois ltimos podem ocorrer em condies de troposfera estratificada. Os conceitos de desvanecimentos planos e seletivos so muito diferentes, embora suas conseqncias sejam basicamente a mesma: Taxa de Erro de Bit. Apesar disto, no se pode considerar que uma determinada faixa de freqncia est sujeita a somente um tipo de desvanecimento num dado momento, pois ambos podem estar ocorrendo. Em condies normais deve haver apenas um trajeto de propagao entre as duas antenas de um radio enlace com visada direta. Na prtica, entretanto, mais de um trajeto pode existir em alguns casos, e a interferncia entre os sinais recebidos por estes trajetos produzir um significante desvanecimento. Os trajetos adicionais geralmente so devidos a reflexes no solo ou em superfcies de prdios ou em uma ou mais camadas troposfricos com variaes verticais abruptas do ndice de refrao. CINTILAES Em enlaces com visada direta onde no ocorrem desvanecimentos seletivos, pequenas flutuaes de amplitude, referidas como cintilaes so observadas. O fenmeno de cintilao ocorre em todo o percurso e em todas as freqncias, mas observado, principalmente, acima de 10 GHz. Nas freqncias de interesse,as amplitudes destas flutuaes rpidas so normalmente menores do que alguns decibis e no so considerados no planejamento do sistema. DESVANECIMENTOS SELETIVOS O desvanecimento por multipercurso a condio mais severa, que normalmente afeta os enlaces de rdio analgico e digital. Como o desvanecimento seletivo em freqncia, a distoro induzida a todos os nveis de amplitude no enlace digital em banda larga pode ser a maior fonte de interrupes. Adicionalmente, em enlaces com dupla polarizao, o desvanecimento por multipercurso pode ser o fator principal na reduo da discriminao por polarizao cruzada. DESVANECIMENTOS PLANOS O desvanecimento no-seletivo que tambm ocorre em condies de atmosfera estratificada normalmente menos severo que o desvanecimento por multipercurso. Ele principalmente causado pelo descasamento da antena. Um estudo recente sugere que este tipo de desvanecimento mais significante quando as antenas de transmisso e recepo esto aproximadamente mesma altura, e que tambm pode ser associado com um ngulo de chegada estreito. Em geral, os desvanecimentos seletivos (ou de interferncia), podem ser contornados pela aplicao de algum tipo de diversidade (freqncia, espao, hbrida, etc.) enquanto no caso dos desvanecimentos no seletivos tais procedimentos se mostram menos eficazes.

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4.2 Metodologia de clculo

Embora a propagao por multipercurso seja um fenmeno relativamente raro, assim como os dutos, ambos se constituem em limitaes fundamentais ao desempenho de sistemas de microondas.

4.3 Desvanecimento plano

O registro de desvanecimentos no decorrer do tempo indica que estes so eventos estatsticos combinados, compondo-se de uma parcela de longo prazo e de uma parcela de curto prazo.

4.4 Desvanecimento seletivo

A ocorrncia de um desvanecimento seletivo se d naturalmente devido a existncia de um sinal interferente, ou o chamado eco. O receptor no pode distinguir entre os sinais desejado e indesejado e ento, tem-se a adio dos sinais. Os sinais mltiplos podem apresentar relaes aleatrias de fase e amplitude. A somatria tem uma larga faixa de valores que variam com o tempo, principalmente as causadas por refraes atmosfricas. Esta forma de desvanecimento comumente conhecida como desvanecimento por multipercurso e caracterizado por desvanecimentos rpidos e profundos. Um caso especial de desvanecimento por multipercurso aquele onde existe um ponto no percurso iluminado pelo transmissor e visto pelo receptor do radioenlace e que produz um sinal refletido similar em amplitude ao feixe principal. Tal condio pode ocorrer em percursos sobre o mar ou banhado. Em vista da dificuldade de se medir a defasagem entre raios direto e refletido, h muito aceita-se a postulao de que esta grandeza uniformemente distribuda. Do fato de que a freqncia do "NOTCH" no canal de RF uma funo da fase. O procedimento proposto calcular a probabilidade de um "NOTCH" dispersivo, causado por propagao por multipercurso, ocorrer dentro da rea da curva de assinatura para uma determinada taxa de erro de bit (TEB) O conceito de assinatura largamente empregado para anlise de sistemas de radioenlaces digitais. Define-se assinatura como o lugar geomtrico de todos os pares (F, b), para um retardo de grupo de referncia (), que causam uma determinada TEB.

Fig.34 Retngulo equivalente assinatura Uma simples, porm til simplificao aproximar a assinatura atravs de um retngulo equivalente como

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mostrado na figura. Isto nos permite associar rea a imunidade do equipamento a desvanecimentos seletivos, ou seja, quanto maior a rea, pior a imunidade.

4.5 Diversidade

Como foi visto, um enlace estar sempre sujeito a distores e/ou atenuaes, as quais so causadas por vrios fatores. Sabe-se tambm que estes fatores so relativamente raros no tempo, ou seja, durante um pequeno percentual do tempo podero ocasionar TEB. O recurso da diversidade utilizado para minimizar este tempo.Assim, pode-se concluir que a diversidade reduz o tempo de interrupo devido a desvanecimento plano ou seletivo, bem como o causado pela diminuio da discriminao por polarizao cruzada devido propagao. Adicionalmente, previne-se quanto falha de equipamento na transmisso e/ou recepo. Mas,a diversidade ineficaz para reduzir o tempo de interrupo devido chuva.

4.6 Diversidade de espao

usada como contramedida em reflexes no solo ou em camadas troposfricas (propagao multipercurso).No segundo caso, como no h um ponto de reflexo definido, os sinais refletidos so distribudos estatisticamente. Empiricamente, adota-se que uma separao entre antenas (principal e diversidade) de pelo menos 5m suficiente para se obter a necessria descorrelao entre as duas antenas. No caso de se ter predominantemente reflexes no solo (p. ex. superfcie d'gua) os espaamentos entre as antenas nas duas estaes so diferentes e dependem da geometria do enlace e da freqncia. A idia bsica da diversidade em espao simples: dependendo do grau de liberdade para zonas de Fresnel existente par/impar, tm-se interferncias construtiva/destrutiva. Assim, basta instalar as antenas de modo que se a principal estiver em um mnimo da curva de oscilao de ganho, a complementar deve estar no mximo seguinte . Haver ento, duas curvas de oscilao do ganho superpostas, de modo que se uma das antenas no receber o sinal a outra o far. A antena de diversidade pode ser instalada acima ou abaixo da antena principal, porm se prefere instalar abaixo por razes econmicas. O espaamento das antenas obtido atravs da distncia relativa entre o ponto de reflexo e as estaes (em km) e a diferena entre o raio da zona de Fresnel da antena principal no qual est o obstculo e o prximo/anterior raio de Fresnel.

4.7 Diversidade em freqncia

muito usada, principalmente se existem rdio-freqncias disponveis ou se diversidade em espao impossvel (p. ex. torres sem espao). Leva-se em considerao que desvanecimentos por multipercurso, em um dado enlace, tendem a ocorrer em diferentes ocasies em freqncias suficientemente separadas, especialmente em ecos com pequeno atraso, que so comuns.

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4.8 Diversidade hbrida

a combinao da diversidade em espao e freqncia. Uma das estaes arranjada como diversidade em freqncia, transmitindo duas freqncias. Na outra, duas antenas so colocadas, cada uma recebendo ambas as freqncias. A diversidade hbrida freqentemente utilizada nos seguintes casos: se diversidade necessria e o perfil do enlace muito assimtrico. se diversidade necessria e somente comutao de proteo 1 + 1 utilizada. (No so planejados canais adicionais para o futuro). se diversidade necessria e os custos podem ser reduzidos comparados com diversidade em espao. Desde que em ambas as direes, freqncias diferentes so utilizadas, o fator de melhoria resultante a soma entre os fatores de melhoria para diversidade em espao e freqncia.

4.9 Diversidade qudrupla

Neste caso, quatro sinais diferentes so disponveis, ou seja, cada antena recebe duas freqncias (sistema 1+1). H uma combinao entre diversidade em espao e freqncia, e, portanto, o fator de melhoria resultante a multiplicao dos dois mtodos. Este tipo de diversidade pouco utilizado devido ao alto custo para a sua implementao.

4.10 Clculo da altura da antena de diversidade

A recepo de um mesmo sinal til atravs de dois caminhos fornece bons resultados no sentido de evitar interrupes e elevar a qualidade de transmisso. Quando o sinal recebido sofre uma interferncia destrutiva por parte de um sinal refletido em uma superfcie determinada, o clculo do espaamento das antenas de diversidade, passa a considerar a geometria daquele lance que permitiu tal efeito.

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Fig.35 Antena de diversidade abaixo da principal

4.11 Fatores de melhoria

A diversidade melhora o percentual de desempenho por certos fatores, estes fatores devem ser usados como divisores dos valores de probabilidade de interrupo devido aos desvanecimentos correspondentes. Veremos que a inclinao na trajetria tambm se apresenta como fator de melhoria. Fatores de melhoria para diversidade comutada so dados no UIT-R Rep. 338. Adiante assumem-se que essas frmulas so tambm vlidas para diversidade combinada.

4.12 Fator de melhoria devido inclinao da trajetria

bem conhecido e foi verificado experimentalmente, que um trajeto de propagao inclinado com relao a horizontal faz com que o sinal de microondas seja menos sensvel a "dutos" troposfricos. No Brasil a incidncia dos dutos relativamente elevada em algumas regies. Portanto quanto maior for a inclinao da trajetria, menor ser a influncia dos dutos sobre as interrupes dos radio- enlaces. Para que haja reduo na probabilidade de desvanecimentos profundos devido a dutos, faz-se necessrio que a trajetria dos raios eletromagnticos entre as duas estaes apresente uma inclinao mnima.

4.13 Fator de melhoria devido diversidade de espao

a) Desvanecimento plano Considerando a separao entre antenas h(m) e a margem de desvanecimento AF, a diversidade de espao resulta no seguinte fator de melhoria para desvanecimento plano:

b)Desvanecimento seletivo

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4.14 Fator de melhoria devido diversidade de freqncia

a) Desvanecimento plano Considerando a separao de freqncia f(GHz) e a margem de desvanecimento AF, a diversidade de freqncia resulta no seguinte fator de melhoria devido ao desvanecimento plano.

b) Desvanecimento seletivo

No caso de operao "n + 1", a probabilidade de disponibilidade do canal de proteo.

Considera-se o pior canal em operao aquele adjacente ao canal reserva, pois um notch dinmico

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poder afetar ambos num curto espao de tempo.

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4.15 Planejamento de freqncias

Os sistemas de rdio digital podem ter sua qualidade de transmisso degradada atravs da elevao da taxa de erro de bit (TEB) causada, principalmente, por trs efeitos: atenuao, distoro e interferncias. As interferncias podem ser causadas por sinais com a mesma freqncia portadora ou por sinais com freqncias portadoras adjacentes, sejam com mesma polarizao ou ortogonalmente polarizados. O sinal til recebido na entrada do receptor juntamente com a soma dos sinais interferentes. Para propsitos de planejamento todos os sinais interferentes so modelados como uma potncia de rudo efetiva, que quando superior a determinado limite, determinado por uma relao sinal til/sinal interferente, eleva a taxa de erro de bit, provocando uma degradao da qualidade do sistema (maior probabilidade de interrupo). a) INTERFERNCIA INTRA-SISTMICA: Devido ao prprio equipamento sistema irradiante ( rudo trmico do receptor, imperfeies do sistema e distores de eco). uma dos elementos principais na determinao do rudo bsico No. b) INTERFERNCIA INTER-CANAIS Causada pela operao paralela de outros canais de RF do mesmo espectro do canal considerado. So basicamente duas medidas tomadas para minimizar estes efeitos e possibilitar a otimizao da eficincia de utilizao da banda de RF disponvel: - Antenas de elevada diretividade e alto desacoplamento de polarizao cruzada (XPD) - Filtros de elevados fatores de reduo de interferncia por polarizao cruzada (XPIC)

Fig.36 Tipos de Interferncias inter-canais

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Fig.37 Interferncia inter-lances

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5 Rdio Transmisso

Ondas de Rdio eram conhecidas como 'Ondas Hertzianas' quando Guglielmo Marconi iniciou seus experimentos em 1894. Alguns anos antes, Heinrich Hertz conseguiu emitir e detectar ondas eletromagnticas dentro de um laboratrio. O objetivo de Marconi era emitir e detectar ondas eletromagnticas em longas distncias, que o fundamento do que hoje chamado de rdio. Marconi repetiu o experimento de Hertz no soto de sua casa, ondas Hertzianas eram produzidas por fascas em um circuito e detectadas em outro circuito a alguns metros de distncia. Este fato despertou a curiosidade no jovem pesquisador de quo longe as ondas eletromagnticas poderiam chegar, imaginando que as ondas Hertzianas poderiam ser utilizadas em comunicao. Ento Marconi trabalhou em um equipamento para enviar e receber mensagens de telgrafo atravs do ar e, em pouco tempo, estava transmitindo e recebendo sinais codificados por alguns quilmetros.

Fig.38

Fig.39 Conexo de radio ponto a ponto

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5.1 Rdio Ponto a Ponto Analgico

O equipamento de rdio analgico tem esta classificao, justamente porque este tipo de rdio transmite e recebe informaes analgicas como, por exemplo um canal de voz telefnico (300Hz a 3KHz).

Fig.40

Acima um diagrama em blocos bsico de um rdio analgico. Para transmitir um sinal analgico, a primeira etapa a modulao (Modulador). O processo de modulao consiste na gerao de uma portadora senoidal em Freqncia Intermediria (FI), normalmente na faixa de Mega Hertz. Esta portadora modulada com o sinal de informao ou sinal modulante. As modulaes mais usuais em rdios analgicas so a Modulao em Freqncia (FM) e Modulao em Fase (PM). O processo de transmisso de um sinal em um rdio analgico finalizado no transmissor onde, o sinal modulado em freqncia intermediria (FI) transladado para Rdio Freqncia (RF), que a faixa em que o rdio opera ento, o sinal modulado em RF amplificado e enviado para a antena. No receptor, o sinal de rdio freqncia transladado da faixa de RF (Giga Hertz) para freqncia intermediria (Mega Hertz), o sinal modulado em FI enviado para o demodulador, que retira a informao atravs do processo de demodulao. O sinal de informao tambm conhecido por sinal de banda base pois, normalmente esta informao tratada em um bloco adicional chamado banda base ou banda bsica.

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5.2 Rdio Ponto a Ponto Digital

No final da dcada de 60, as companhias de telecomunicaes mundiais, resolveram partir para a digitalizao de suas redes como nica maneira racional de atender a crescente demanda de servios, de forma econmica e racional. A criao de centrais telefnicas digitais , provocou o surgimento de famlias de equipamentos de transmisso totalmente novos, como multiplexadores digitais, rdios digitais, fibras ticas, roteadores automticos, etc.

Fig.41 A principal caracterstica do rdio digital, a transmisso de informaes ou sinais modulantes digitais, como por exemplo os feixes digitais padro em telecomunicaes, 2Mbit/s, 34Mbit/s, 140Mbit/s e 155Mbit/s. A transmisso de um sinal digital, tal qual a de um sinal analgico, na primeira etapa feita a modulao porm, o modulador digital constitudo de alguns circuitos para o tratamento e codificao do sinal de informao, de modo que o sinal possa ser recuperado corretamente na recepo. O processo de modulao digital, consiste na gerao de uma portadora senoidal, em Freqncia Intermediria (FI), normalmente na faixa de Mega Hertz, esta portadora gerada modulada com o sinal modulante digital. As modulaes mais usuais em rdios digitais so as modulaes chaveadas em amplitude (ASK), em freqncia (FSK) e em fase (PSK), ou ainda a combinao destas modulaes como por exemplo, a modulao em amplitude e quadratura (QAM). O processo de transmisso de um sinal no rdio digital finalizado no transmissor que, primeiramente, translada o sinal modulado em freqncia intermediria (FI) para a faixa de Rdio Freqncia (RF) em que o rdio opera, ento o sinal modulado em RF amplificado e encaminhado para a antena. No receptor, o sinal de rdio freqncia transladado da faixa de RF (Giga Hertz) para freqncia intermediria (Mega Hertz), o sinal modulado em FI enviado para o demodulador, que retira a informao digital atravs do processo de demodulao e decodificao.

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5.3 Rdio Tronco e Rdio Acesso

A nvel de rdio enlaces digitais, a tendncia seguida para o desenvolvimento de geraes de equipamentos, foi sempre visando atender o binmio - capacidade de transmisso versus competitividade econmica. Paralelo a isto, os rdio enlaces digitais tiveram que se adaptar s bandas de RF j estabelecidas para os equivalentes analgicos. Enlaces de rdio tronco ou a longa distncia, necessitam de equipamentos operando em faixas de freqncia abaixo de 10GHz, estas faixas em muitos pases j esto saturadas, obrigando o desenvolvimento de tcnicas de modulao com menor ocupao de banda e operao de rdios co-canal. Enlaces de rdio acesso ou a curta distncia, geralmente at 30Km, operam com equipamentos em faixas de freqncia acima de 10GHz, o maior problema deste tipo de enlace a atenuao do sinal devido a chuva, que se agrava conforme o aumento da freqncia de operao. Abaixo algumas caractersticas de alguns rdios Siemens.

Fig.42 Outra diferena bsica entre rdio tronco e acesso, alm da freqncia de operao, o tipo da concepo e montagem dos equipamentos. Os equipamentos de rdio tronco, por trabalharem em faixas de freqncia mais baixa, so montados com todos os componentes dentro da estao, subindo at a antena apenas um guia de onda, conforme a figura a seguir.J os equipamentos de rdio acesso, por trabalharem em freqncias mais altas, so montados em duas partes distintas. Uma parte interna, geralmente chamada de IDU (Indoor Unit), que faz todo o tratamento digital e modulao em freqncia intermediria (FI) do sinal de informao. A outra parte externa, geralmente chamada de ODU (Outdoor Unit) que responsvel pela converso de freqncia do sinal de, FI ==> RF na transmisso, e RF ==> FI na recepo. Abaixo um exemplo da montagem de um rdio acesso, este tipo de montagem necessrio pois, dependendo da faixa de freqncia em que o rdio opera as perdas em guia de onda podem chegar a 3dB/m.

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Fig.43 Montagem radio tronco

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Fig.44 Montagem radio acesso

5.4 Rdio Digital x Fibra ptica

A nvel mundial hoje, a situao das redes de transmisso encontra-se em uma crescente competio entre os meios que usam rdio digitais e os meios que usam fibra tica. Devido ao fato que a fibra tica imune s caractersticas de interferncias do meio de propagao, tida como a soluo definitiva para se estabelecer a ligao entre dois pontos. Um outro fator positivo para as fibras que a quantidade de canais que ela pode carregar praticamente ilimitada, enquanto que os rdio digitais esto limitados em funo da banda disponvel. Por outro lado, a ligao via rdio apresentam vantagens no somente no caso de regies no desenvolvidas e inacessveis, como tambm no estabelecimento de forma rpida de uma rede flexvel e adaptada s condies topogrficas e organizacionais. Muitas vezes o rdio enlace aparece como nica soluo adequada, especialmente nos casos de regies densamente povoadas, onde o lanamento de cabos enfrenta dificuldades quase que insuperveis de direitos de propriedade e licenas de trajeto. Nestas circunstncias, a sempre crescente demanda de capacidade de transmisso nas redes de telecomunicaes apresenta-se como um especial desafio para a tcnica de rdio enlaces.

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5.5 Rdios Ponto-Multi-Ponto

Fig.45 Os sistemas de rdio Ponto-Multiponto (PMP) so utilizados para prover acesso rpido a rede de telecomunicaes, pblica ou privada, particularmente para clientes distantes e/ou que tm urgncia para adquirir o servio.Rdio a maneira ideal de se obter comunicao com custo baixo e, no caso de cidades, praticamente sem a limitao de distncia ou problemas de topologia. Alm disso, as instalaes so simples, facilitando a instalao e manuteno dos sistemas.

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5.6 Celular - GSM

Fig.46

O objetivo de um sistema celular prover uma rede mvel pblica terrestre, estabelecida e operada por operadoras licenciadas, que fornea servios de comunicao mvel para o pblico. No incio da dcada de 1980, os sistemas celulares analgicos cresceram muito na Europa e, cada pas possua seu prprio sistema, que eram incompatveis entre si. Este fato limitava a operao dos celulares ao uso nacional ento, em 1982, a Conference of European Posts and Telegraphs (CEPT) formou um grupo de estudos nomeado Groupe Spcial Mobile (GSM) para estudar e desenvolver um padro de comunicao mvel. O sistema de telefonia celular GSM (Global System for Mobile Communications) formado basicamente por: _ BSS (Base Station System): realiza todas as conexes de canais de trfego, contm todo o equipamento de transmisso e de recepo de RF, incluindo as antenas, realizando tambm todo o processamento da sinalizao da interface de rdio. _ MSC (Mobile Services Switching Center) responsvel pelo estabelecimento das conexes de trfego : para BSS, para outra MSC, para outras redes (Ex. : rede fixa).

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Fig.47 Uma rdio clula a menor rea de servio em uma rede mvel terrestre. Uma clula consiste de uma estao base transmitindo sobre uma pequena rea geogrfica, representada por um hexgono. Toda a rea da rede mvel celular coberta atravs de um grande nmero de rdio clulas. O tamanho de uma clula de at 8 km de raio, na faixa de freqncia de 1,8GHz. Atravs da diviso do sistema em clulas pode-se ter vrios transmissores operando com potncias menores e na mesma freqncia, desde que observada a distncia mnima para que uma clula no interfira na outra. A comunicao entre a estao base (BTS) e o telefone celular (Mobile Station) feita atravs de um enlace de rdio na faixa de 1,8GHz (Brasil) com largura de banda de 200KHz por portadora. Cada portadora permite o uso de oito canais TDMA (Time Division Multiple Access). Como em qualquer sistema mvel o enlace estao base celular ocupa um canal que mantido somente durante uma chamada, sendo desfeito ao fim da mesma. A modulao utilizada na comunicao estao base celular a Gaussian-filtered Minimum Shift Keying (GMSK). Esta modulao utilizada devido ao compromisso entre eficincia espectral, complexidade do transmissor e emisso limitada de sinais esprios.

Fig.48

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5.7 Diagrama em Blocos Rdio Digital

A prxima figura apresenta o diagrama em blocos genrico de um rdio digital utilizado para telecomunicaes. Em aparncia esquemtica, pouco difere do sistema analgico, inclusive o sistema digital ocupa as mesmas freqncias de RF do sistema analgico, assim como as larguras de banda dos canais de RF como j visto.

Fig.49

Fig.50 Observando o diagrama em blocos do rdio digital na prxima pgina, existe a diviso, por linhas tracejadas, em quatro grandes blocos: a) BANDA BASE: onde ocorre a maior parte do processamento digital do sinal de informao, visando a adequao da comunicao rdiomultiplex. b) MODEM: modulador/demodulador, onde o sinal digital (modulante) modula/demodula uma portadora senoidal para ser transmitido atravs do enlace de rdio. c) TRANSCEPTOR: transmissor/receptor, seo de RF (Rdio Freqncia) do rdio, adapta o sinal enviado/recebido para a antena. d) DERIVAO: tambm chamado de Branching, conjunto de filtros e circuladores que interligam o transceptor a antena.As funes de cada bloco e, consequentemente do rdio digital, sero vistas nos itens subsequentes.

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5.8 Interface Tributrio

O que caracteriza um rdio digital o fato deste tipo de equipamento transmitir feixes digitais de informao, em telecomunicaes estes sinais digitais padronizados para o Brasil so: _ feixes PDH ou, Hierarquia Digital Plesicrona: 2Mbit/s, 34Mbit/s, 140Mbit/s _ feixe fundamental SDH ou, Hierarquia Digital Sncrona: STM 1 ou 155Mbit/s A funo bsica da unidade interface tributrio a comunicao com o multiplex externo. Nesta comunicao rdiomultiplex, a placa interface tributrio, responsvel pela adaptao do sinal tributrio, que a informao DIGITAL que o rdio trafega. As principais funes da placa interface de tributrio, de acordo com tipo de sinal (PDH ou SDH) so: _ casamento de impedncia dos sinais eltricos (75/120) _ decodificao/codificao ou regenerao dos cdigos de sinais tributrios eltricos (HDB3 para sinais PDH de 2Mbit/s e 34Mbit/s e CMI para sinal PDH de 140Mbit/s e sinal SDH de 155Mbit/s) _ proteo contra sobrecargas no circuito rdiomultiplex _ derivao do sinal tributrio no caso de configuraes protegidas _ para o caso de placas de interface de tributrio pticas, a unidade faz a converso de sinal externo ptico sinal interno eltrico _ recuperao de sincronismo do sinal de tributrio, principalmente em rdios SDH que necessitam de fontes de relgio recuperados de sinal SDH (T1) _ somente em rdios SDH, extrao/insero do SOH (Cabealho de Seo)

Fig.51 Diagrama em blocos do radio digital

5.9 Multiplex/Demultiplex

A tcnica de multiplexao/demultiplexao utilizada para agrupar vrios feixes digitais de taxas inferiores em um feixe digital com uma taxa maior, permitindo que este feixe multiplexado possa ser transmitido para outra estao por um nico canal de rdio freqncia. Na seo de transmisso o Multiplex (MUX) responsvel por multiplexar os feixes digitais de entrada. Por exemplo, o rdio recebe 4 feixes digitais de 2Mbit/s na sua interface de tributrio e o multiplex forma um

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quadro de 8Mbit/s, para que este feixe possa ser transmitido para a outra estao. Na seo de recepo o Demultiplex (DEMUX) faz o trabalho inverso do multiplex, ou seja, recebe um feixe digital e demultiplexa em vrios feixes de menor taxa. Como no exemplo anterior, o Demultiplex recebe um feixe de 8Mbit/s que desmembrado em 4 feixes de 2Mbit/s. Os blocos MUX/DEMUX so mais comuns em rdios de baixa capacidade, que trabalham com tributrios de 2Mbit/s.

Fig.52

5.10 Insero/Extrao de Servios

Os blocos de Insero e Extrao de servios, inserem/retiram no feixe digital multiplexado informaes, bits e bytes proprietrias do rdio. Estas informaes proprietrias so necessrias para a operao correta dos rdios em um enlace. Alguns exemplos de informaes agregadas por um rdio digital: _ palavra de alinhamento de quadro, utilizada para sincronizar os rdios _ canais de servio de voz e dados _ informaes de taxa de erro _ alarmes remotos _ identificao de enlace (Hop Trace ou Link ID) _ telegrama de proteo, para comutao em configurao protegida Aps serem inseridas as informaes do rdio no feixe digital multiplexado, este sinal passa a ser chamado de feixe digital agregado, que no um sinal padronizado, ou seja, cada modelo de rdio possui o prprio feixe digital agregado, o que impossibilita a utilizao de modelos de rdio diferentes em um enlace. Observa-se tambm, que o feixe digital agregado transmitido pelo rdio tem uma taxa de transmisso superior s taxas de transmisso padronizadas. O prximos itens so exemplos de quadro agregado para dois modelos de rdio Siemens.

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5.11 Quadro Digital PDH

Rdios digitais que transmitem sinais PDH geram os feixes multiplexados, ou recebem o feixe PDH j multiplexado, de uma maneira ou outra, o rdio acrescenta alguns bytes informao multiplexada padro, formando o feixe proprietrio do rdio. Abaixo um exemplo de um feixe digital agregado do rdio digital SRA L (Sistema de Rdio Acesso de Baixa Capacidade).

Fig.53 O feixe acima formado por um rdio SRA L com capacidade de transmisso de 4x2Mbit/s, ou seja, o rdio recebe quatro feixes PDH de 2Mbit/s multiplexa estes feixes e agrega bytes padro do sistema SRA L. Os bytes do feixe agregado acima so definidos como: _ Bytes SW: dois bytes que servem como palavra de alinhamento de quadro do rdio _ Bytes B1: 44 bytes de informao multiplexada mais 2 bytes reservados _ Byte ID: identificao do sinal digital no enlace de RF. Evita recepo do sinal por outro sistema em freqncia prxima ou idntica _ Bytes B2: 44 bytes de informao multiplexada mais 2 bytes reservados _ Byte P: alarmes, como FERF (Falha de Recepo Remota) e FEBE (Recepo Remota com Erros) _ Bytes B3: 44 bytes de informao multiplexada mais 2 bytes reservados _ FEC: 10 bytes utilizados pelos circuitos FEC (Corretor de Erros para Frente) Observar que o total de bytes de informao 3x44=132bytes, que so suficientes para a transmisso dos triburrios de entrada j que, um feixe de 2Mbit/s possui 32 bytes e, consequentemente, os quatro feixes de entrada totalizam 4x32=128bytes.

5.12 Quadro Digital SDH

A estrutura bsica do quadro STM 1 composta por 9 x 270 bytes, divididos em duas partes. Os 9 primeiros bytes das linhas 1 a 3 e 5 a 9, contm informaes adicionais chamadas section overhead (SOH). Os 261 bytes restantes contm as informaes teis (payload), que so inseridas no quadro sincronizadamente atravs do pointer (PTR), cujas informaes esto contidas nos 9 primeiros bytes da quarta linha. A capacidade de transmisso do quadro do STM 1 de 155.520 kbit/s com tempo de durao de 125s, o quadro STM tem ento uma velocidade de 8 kHz, que corresponde velocidade de transmisso de um byte de um canal de 64 kbit/s. Isto , cada byte de um canal de 64 kbit/s transportado por um quadro STM 1.

5.12.1 Section overhead (SOH)

Os bytes de overhead contm informaes adicionais tais como: alinhamento de quadro, informao para manuteno, funo para monitorao de desempenho e outras funes operacionais. Esta capacidade adicional foi projetada de tal forma que as futuras redes de gerenciamento de telecomunicaes (TMN), possam utiliz-la para o controle e monitorao das mesmas. O SOH est dividido em duas partes. As

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informaes contidas nas trs primeiras linhas, constituem o RSOH (Regenerator Section Overhead), que so informaes possveis de serem retiradas e reinseridas em um regenerador (assim como em um multiplexador); e, as cinco ltimas linhas que constituem o MSOH (Multiplex Section Overhead) s disponveis na seo de multiplex, onde o STM-1 desmontado.

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5.12.2 Bytes do Rdio Digital

De acordo com o modelo de rdio digital, algumas informaes padro do rdio so inseridas nos bytes no utilizados do SOH. Por exemplo, para o rdio SRT 1C (Sistema de Rdio Tronco STM 1 Compacto): _ byte da segunda linha e segunda coluna do SOH: trfego de dados de ATPC, que o controle automtico da potncia de transmisso, e FAST BER, que a informao de taxa de erro atravs de repetidoras _ byte da segunda linha e terceira coluna do SOH: trfego de dados SCS, que o telegrama de proteo ou informaes para comutao em caso de falhas na recepo _ bytes identificados como WS: possibilitam o way side traffic ou trfego de um sinal adicional de 2Mbit/s atravs do SOH.

Fig.54

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5.13 Embaralhador/Desembaralhador

Os circuitos embaralhador e desembaralhador tem como finalidade eliminar as seqncias repetitivas de bits 1 e bits0, de modo que o sinal digital fique com uma distribuio pseudo-aleatria de bits. O embaralhamento visa uma distribuio uniforme de potncia no espectro do canal de RF transmitido, como exigido pelas normas de comunicao. Uma vez que um sinal digital tem uma variao constante de seus bits, o sinal modulado ter componentes de potncia distribudas em toda a banda de transmisso, o que evita o surgimento de raias de alta potncia que poderiam causar interferncia e deformao nos canais de RF.Outro objetivo do embaralhador eliminar as longas seqncias de bits 0 e/ou 1, que poderiam causar falhas na recuperao da fase e freqncia do sinal na recepo, que acarretaria erros na demodulao.A seguir exemplos dos circuitos embaralhador e desembaralhador.

Fig.55

Fig.56

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5.14 Codificador Diferencial

A codificao diferencial feita antes da modulao e aps a demodulao, objetivando a correta demodulao do sinal, mesmo se ocorrer o fenmeno conhecido com ambigidade de fase. Ambigidade de fase um erro na recuperao da portadora no demodulador, que provoca uma inverso de 180 na portadora, que, por sua vez, causa uma inverso nos bits demodulados (bits 0 so recebidos como 1 e vice-versa). Na realidade a codificao diferencial relaciona o sinal modulado s variaes de fase e no a valores absolutos de fase, desta maneira a defasagem entre os sinais subseqentes recebidos que interessa, e no qual o valor absoluto da fase destes dois sinais.

Fig.57 Observando a figura acima a ambigidade de fase, que ocorre no momento em que o circuito que recupera a portadora confunde a fase e gera uma portadora recuperada com 180 de defasagem em relao a portadora recebida. Abaixo exemplos de circuitos codificador e decodificador diferencial, observar que no importa qual a fase da portadora, os bits so recuperados corretamente. No caso de uma inverso total de fase, o primeiro bit ser recuperado errado, mas os demais sero corretamente decodificados.

Fig.58

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5.15 Modulador

O processo de modulao possibilita que uma informao seja transmitida em um canal com uma banda de freqncia limitada e de maneira que esta informao possa ser recuperada sem erros no demodulador. A modulao tambm utilizada para alocar o sinal de informao em uma faixa de freqncia em que a transmisso atravs de antenas tenha maior efetividade pois, o ganho de potncia em antenas diretamente proporcional a freqncia do sinal transmitido/recebido.De acordo com o esquema de modulao podemos ter uma otimizao da largura de banda de acordo com a freqncia utilizada.Podemos dar um exemplo no caso das ODUs do radio SRA L XD que foram totalmente desenvolvida para ter um alto esquema de modulao. Temos dois tipos de ODU:

Fig.59 Comparaes entre as ODU ND e HD

Tab.4 Numero de canais dentro do plano de freqncia.Plug in

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Fig.60 O diagrama acima apresenta um modulador digital bsico, cuja funo, converter o sinal digital na entrada em um sinal modulado em Freqncia Intermediria. Antes de passar pelo processo de modulao, o sinal digital deve ser submetido a um filtro passa baixa denominado filtro de Nyquist, utilizado para limitar a freqncia do sinal digital de modo que no ocorram interferncias entre os bits no processo de transmisso (interferncia intersimblica). Aps a filtragem de entrada o sinal passa para o circuito modulador, que utiliza uma portadora senoidal, gerada em um oscilador de FI, para modular o sinal digital de entrada. A modulao feita em FI na faixa de Mega Hertz devido a dificuldade de gerao e controle do processo de modulao diretamente na faixa de Rdio Freqncia (RF), este procedimento simplifica a construo e implementao dos circuitos e filtros.O estgio de sada do modulador conectado a um filtro passa-faixa que limita a banda do sinal modulado,evitando interferncias em sistemas de rdio que trabalham em freqncias prximas.

5.16 Demodulador

O demodulador, recebe o sinal modulado em FI do qual extrai o sinal de informao digital. O sinal modulado submetido a um filtro passa-faixa, que diminui a interferncia de rudos em freqncia prximas a faixa de FI utilizada. Aps a filtragem, o sinal senoidal modulado em FI entra no demodulador que, atravs da portadora recuperada, extrai o sinal digital. O filtro passa baixa de sada elimina os rudos gerados no processo de demodulao.

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Fig.61 Deve-se prestar especial ateno na recuperao da portadora utilizada na demodulao pois, em rdio digital as modulaes envolvem relao de fase do sinal. Se a portadora no recuperada com suficiente preciso de freqncia e fase, o sinal digital demodulado ter uma alta taxa de bits errados. O processo de recuperao de freqncia e fase da portadora no demodulador baseado em um circuito VCO (Oscilador Controlado por Tenso) e em um circuito PLL (Circuito Fechado de Fase).

Fig.62 Com uma amostra do sinal de entrada e outra amostra do sinal gerado no demodulador pelo VCO, o circuito comparador de fase gera um sinal proporcional a diferena de fase entre estes sinais. O sinal produto do comparador filtrado de forma a gerar uma tenso contnua, tambm proporcional a diferena de fase entre o sinal recebido e o sinal gerado no VCO. A tenso contnua aplicada ao circuito VCO que varia a freqncia da portadora gerada conforme o nvel da tenso de controle. Desta maneira, estabelecido um anel fechado por fase e a portadora gerada no demodulador segue as variaes da portadora gerada no modulador remoto.Os sistemas de transmisso que utilizam este processo de recuperao de freqncia e fase da portadora conhecido como Sistema Coerente, j que a portadora de recepo local sincronizada em freqncia e coerente em fase com a portadora de transmisso remota.

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5.17 Transmissor

Fig.63

A figura acima ilustra os blocos bsicos de um transmissor utilizado em rdio digital, as funes do transmissor so converter o sinal modulado em freqncia intermediria para um sinal modulado em rdio freqncia e, em seguida, amplificar o sinal de RF para que este sinal seja transmitido atravs de uma antena parablica. O circuito conversor de FI==>RF, tambm conhecido como misturador, utiliza uma portadora senoidal sintetizada na faixa de rdio freqncia em que o rdio transmite e, atravs do processo de batimento de freqncia, converte o sinal modulado em FI (Mega Hertz) para sinal modulado em RF (Giga Hertz). O oscilador local gera a portadora senoidal na freqncia que determina, aps a converso de FI==>RF, o canal de RF em que o rdio transmite. O amplificador de potncia de RF eleva o nvel do sinal convertido para algo em torno de 25dBm para rdios digitais.

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5.18 Receptor

Fig.64

O bloco receptor responsvel pela amplificao do sinal em RF para um nvel padro e, tambm pela converso do sinal de RF para FI. O filtro na entrada de RF do receptor necessrio para que os sinais de canais interferentes no provoquem erros na converso de freqncia feita no receptor. O circuito pr-amplificador de entrada, tambm conhecido com circuito automtico de ganho (CAG), responsvel pela amplificao do sinal de RF de recepo, que normalmente chega ao receptor em nveis prximos a 50dBm. Este circuito opera de maneira que, se o sinal de recepo est dentro do limite de deteco do CAG, na sada do pr-amplificador mantido um nvel constante de potncia, de modo que no ocorram variaes de potncia no circuito conversor de RF para FI. A converso RF ==> FI, feita no, j conhecido, misturador, que utiliza uma portadora senoidal sintetizada na faixa de rdio freqncia em que o rdio recebe e, atravs do processo de batimento de freqncia, converte o sinal modulado em RF (Giga Hertz) para sinal modulado em FI (Mega Hertz). Em alguns rdios a converso de freqncia feita em duas etapas. O oscilador local gera a portadora senoidal na freqncia que determina, a partir do canal de RF em que o rdio recebe, a correta converso do sinal para a FI utilizada no demodulador.

5.19 Derivao

A derivao de RF, ou Branching, ou ainda, diplexador, tem como finalidade, impedir que os sinais gerados no transmissor atinjam o receptor, provocando interferncias. A isolao dos sinais de transmisso e recepo que so conectados a antena, feita atravs da correta configurao de filtros passa-faixa e circuladores. Uma das possveis configuraes mostrada na figura. Os filtros passa-faixa geram uma atenuao em torno de 40dB nos sinais com freqncias fora da banda de passagem. Os filtros utilizados em derivaes de RF, so do tipo guia de onda, e tem o corte de freqncia ajustado em laboratrio. A principal caractersticas destes filtros o alto fator de qualidade/seletividade. O circulador um componente passivo construdo de ferrite magnetizada, constituindo um acoplador direcional de RF. O campo eletromagntico dos sinais no interior do circulador direciona a propagao de acordo com o sentido da seta desenhada no componente. Atravs de derivao de RF possvel o acoplamento de sinais em vrias freqncias a uma mesma antena, conforme a figura a seguir. Os conjuntos circulador/filtro passa faixa, encaminham todos os sinais para os respectivos destinos. Por exemplo, o sinal do transmissor 1 circulado e refletido pelos filtros dos outros transmissores, at atingir a antena. Da mesma maneira, o sinal do receptor 8 circula e reflete em todos os conjuntos circulador/filtro at chegar ao filtro que est sintonizado na sua faixa de freqncia.

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Fig.65

Fig.66

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5.20 Potncia Tx/Rx

As potncias de sinais so normalmente expressas em Watt. Para que a informao transportada seja extrada corretamente pelo receptor, necessrio que a potncia de recepo do sinal seja superior a um valor mnimo, denominado limiar de recepo. A potncia de recepo em geral inferior potncia de emisso, isto , o meio fsico atravs do qual o sinal eletromagntico se propaga tem perdas, provocando uma atenuao na potncia do sinal. As perdas e ganhos de potncia expressam-se geralmente em decibeis. O decibel uma unidade logartmica usada para medir relaes entre duas grandezas do mesmo tipo, neste caso, para medir ganhos (amplificao) e perdas (atenuao) de potncia. Supondo uma potncia de emisso PE e uma potncia de recepo PR, ento a atenuao ser:

com PE maior que PR, obtm-se um valor negativo, indicando que se trata de uma atenuao. A atenuao uma caracterstica do meio de transmisso, mas deve ser sempre especificada para um dado valor de freqncia de sinal podendo nestes casos ser especificada por unidade de distncia. No caso de rdio transmisso, as potncias de transmisso e recepo so especificadas em dBm, que nada mais do que o valor da potncia em Watt em relao ao valor padronizado de 1x10-3 Watt ou 1mW. Transportando a definio para a frmula:

Desta maneira possvel a padronizao dos dados de potncia em manuais e projetos de rdio. Por exemplo, a potncia de transmisso do rdio SRT1C de +29dBm e o limiar de recepo de 73,5dBm.

5.21 Largura de Banda e Canalizao de RF

Os sinais eltricos so normalmente definidos em funo do tempo mas, podem ser definidos em funo da freqncia atravs de seu espectro. O espectro define o contedo de um sinal no campo da freqncia. A largura de banda ou, simplesmente banda, de um sinal a faixa contnua de freqncia que contm a maior parte da energia deste sinal, ou seja, o tamanho do espectro do sinal. A banda de freqncia tam