Post on 28-Jul-2018
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
Evolução das redes de comunicação
A rede digital: suporte comum para todos os serviços
2014/2015
Mestrado Integrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
Coordenador Geral: Armando Jorge Miranda de Sousa
Coordenador de Curso: José Nuno Moura Marques Fidalgo
Turma: 05 Equipa:06
Supervisor: Prof. Artur Moura Monitor: Sérgio Reis
Estudantes & Autores:
António Nunes: up201405099@fe.up.pt Francisco Couto: up201404888@fe.up.pt
João Ramos: up201404644@fe.up.pt
Rui Ferreira: up201406013@fe.up.pt
Evolução das redes de comunicação
A rede digital: suporte comum para todos os serviços
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Resumo______________
O Projeto FEUP tem como objetivo o conhecimento dos vários serviços prestados aos alunos e
a ambientação à faculdade, bem como a fomentação do trabalho de equipa.
Com base nesse projeto e objetivos, foi realizado este relatório cujo tema principal é a
“Evolução das Redes de Comunicação”, cuja finalidade é a demostração de:
“A rede digital: suporte comum para todos os serviços”
Dividimos o trabalho em seis temas: telefone, rádio, televisão, rede de dados, analógico vs.
digital, rede com integração de serviços. Os primeiros quatro temas têm como finalidade
demonstrar a “Evolução das Redes de Comunicação”, os últimos dois serão para perceber a
conversão dos sistemas analógicos para os sistemas digitais e para falar na rede digital que é
suporte comum a todos os serviços.
Com a análise destes temas temos como objetivo dar a conhecer a história e evolução das
telecomunicações e demonstrar como eles convergiram para uma só rede de comunicação
digital.
Palavras-chave: Telegrafo; Telefone; Telemóvel; Smartphone; Rádio; Rádio Digital; AM; FM;
Televisão; TDT; Rede Dados; Dispositivo; Internet; Computação em nuvem; Analógico; Digital;
Amostragem; Quantificação; Codificação.
Evolução das redes de comunicação
A rede digital: suporte comum para todos os serviços
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Agradecimentos_________
Agradecemos a todos que colaboraram para a realização deste projeto, nomeadamente e em
especial ao Professor Artur Moura e ao monitor Sérgio Reis pelo tempo empregue para ajudar
ao sucesso do trabalho.
Por fim deixo um agradecimento à Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto pelos
serviços que nos disponibilizaram, assim como a todos os professores/orientadores envolvidos
nas palestras do Projeto FEUP, que foram bastante importantes para a realização dos
trabalhos técnicos e na ambientação à Faculdade
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A rede digital: suporte comum para todos os serviços
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Abreviaturas/Siglas______
VS.: Versus
Fig.: Figura
Tab.: Tabela
CTT: Correios, Telégrafos, Telefones
TLP: Telefones de Lisboa e Porto
TMN: Telecomunicações Móveis Nacionais
AM: Amplitude Modulation
FM: Frequecy modulation
DAB: Digital Audio Broadcasting
ARPANet - Advanced Research Projects Agency / Rede de Agência para Projetos de Pesquisa Avançada
LANs - Local Area Network / Rede Local de Computadores
MANs - Metropolitan Area Network / Rede Metropolitana de Computadores)
WANs - Wide Area Network / Rede de Grandes Áreas
MIT - Massachusetts Institute of Technology / Instituto Tecnológico de Massachusetts
BBN - Bolt, Beranek and Newman (nos dias de hoje chamada BBN Technologies)
IMP - Interface Message Processor
DNS - Domain Name System / Sistema de Nomes de Domínios
CERN - Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire (francês) / European Council for Nuclear Research / Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear
HTML - HyperText Markup Language / Linguagem de Marcação de Hipertexto
HTTP - Hypertext Transfer Protocol / Protocolo de Transferência de Hipertexto
WWW - World Wide Web / Rede de Alcance Mundial
ICANN - Internet Corporation for Assigned Names and Numbers / Corporação da Internet para Atribuição de Nomes e Números
Saas - Software as a Service / Software como um Serviço
HaaS - Hardware as a Service / Hardware como um serviço
UCLA - Universidade da Califórnia de Los Angeles
WGY - Refere-se a várias emissoras nos Estados Unidos
NBC - National Broadcasting Company
VHF - Very High Frequency
UHF - Ultra High Frequency
TDP - Televisão Digital Portuguesa
TDT - Televisão Digital Terrestre
NTSC - National Television System(s) Committee
PAL - Phase Alternating Line
SECAM - Séquentiel Couleur à Mémoire (cor sequencial com memória)
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A rede digital: suporte comum para todos os serviços
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Índice de Figuras________
Fig.1: Antonio Meucci 10 Fig.2: Patente do Telefone 10 Fig.3: Telefone de Mesa Bramão 11 Fig.4: Sistema Automático Strowger 11 Fig.5: CTT 11 Fig.6: Central de Comutação Automática 11 Fig.7: Ericsson MTA 12 Fig.8: Motorola DynaTAC 8000X 12 Fig.9: Ultima Central de Comutação Manual 12 Fig.10: TMN 12 Fig.11: Nokia 9000i Communicator 13 Fig.12: Siemens S10 13 Fig.13: Sanyo-5300 13 Fig.14: iPhone 13 Fig.15: HTC Dream 14 Fig.16: Samsung Galaxy S5 14 Fig.17: James Clerck Maxwell 16 Fig.18: Henrich Rudolph Hertz 16 Fig.19: Guglielmo Marconi 17 Fig.20: Tríodo 17 Fig.21: Rádio Portugal 17 Fig.22: Rádios pequenos 17 Fig.23: Modulação FM 19 Fig.24: Modulação AM 19 Fig.25: Rádio Digital 19 Fig.26: Tubo iconoscópico 21 Fig.27: Primeiras imagens em movimento 21 Fig.28: Televisão a cores em Portugal 21 Fig.29: Telstar 21 Fig.30: Recetores de televisão em transístores 21 Fig.31: J.C.R. Licklider 28 Fig.32: Leonard Kleinrock 28 Fig.33: Timeline da Google 29 Fig.34: Computação em Nuvem 30 Fig.35: Google Apps 31 Fig.36: Mapa de Cabo Submarino 31 Fig.37: Amostragem e quantificação da variação da temperatura ao longo de um dia 32 Fig.38: Amostragem, Quantificação, Codificação 33 Fig.39: Áudio num disco de Vinil 33 Fig.40: Armazenamento num CD e DVD 34 Fig.41: Reprodução de um CD 34 Fig.42: Esquema da MEO 36
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Índice de Tabelas________
Tab.1: História e Evolução do Telefone 9/10 Tab.2: História e Evolução da Rádio 15/16 Tab.3: Ondas AM VS. Ondas FM 18 Tab.4: História e Evolução Mundial da Televisão 20 Tab.5: História e Evolução da Televisão em Portugal 22/23 Tab.6: História e Evolução da Rede de Dados 24-27
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Índice__________________
Introdução .................................................................................................................................... 8
Telefone ........................................................................................................................................ 9
História e Evolução ................................................................................................................... 9
Rádio........................................................................................................................................... 15
História e Evolução ................................................................................................................. 15
Ondas AM vs Ondas FM ......................................................................................................... 18
Rádio Digital ........................................................................................................................... 19
Televisão ..................................................................................................................................... 20
História e Evolução Mundial ................................................................................................... 20
História e Evolução em Portugal ............................................................................................. 22
Redes de Dados .......................................................................................................................... 24
História e Evolução ................................................................................................................. 24
Analógico VS. Digital ................................................................................................................ 32
Vantagens e desvantagens do sistema digital em relação ao analógico ................................ 35
Rede com integração de serviços .............................................................................................. 37
Conclusão ................................................................................................................................... 39
Bibliografia ................................................................................................................................ 40
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Introdução______________ Neste trabalho vamos falar das maiores invenções do Homem na área das telecomunicações,
nomeadamente telefone, rádio, televisão, rede de dados. Estes tópicos serão explorados na
sua história e evolução.
Uma história de 150 anos que começa no telefone, passa pela rádio, televisão chegando à rede
de dados e dá origem ao smartphone, rádio digital, televisão Ultra HD, computação em nuvem.
Depois de passarmos na história vamos falar das conversões de analógico para digital mais
básicas e os processos inerentes. Também falaremos da união de todas essas
telecomunicações, todos esses serviços, numa só rede digital.
Toda essa história poderá ser só o início da evolução das telecomunicações e no futuro essa
rede digital será mais evoluída e rápida incluindo cada vez mais serviços.
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Telefone________________
História e Evolução Desde os “primeiros passos” do telefone aos telemóveis atuais vamos explicitar a sua evolução
ao longo dos seus 150 anos de história.
A tabela seguinte apresenta essa história e evolução cronologicamente:
1860 Italiano Antonio Meucci cria “telégrafo falante”.
1876 Alexander Graham Bell patenteou o telefone.
1877 1ª experiência telefónica portuguesa entre a Escola Politécnica e a Tapada da
Ajuda, cerca de 3km.
1879
Telefone de Mesa Bramão - 1º telefone que unia o microfone e auscultador
numa única peça fora inventado por portugueses Cristiano Bramão e
Maximiliano Herrmann.
1883 1as redes públicas em Lisboa e no Porto a cargo da empresa Edison Gower
Bell.
1891 Strowger patenteia uma central telefónica automática para substituir
telefonistas.
1904/05 Novas redes alargavam-se a outros pontos do país (Coimbra, Braga, Setúbal) a
cargo dos CTT (Correios, Telégrafos, Telefones).
1904 Ligação oficial entre Lisboa e Porto.
1930 Automatização da rede telefónica através da substituição das telefonistas por
Centrais de Comutação Automática.
1936 Aparecimento dos primeiros serviços de valor acrescentado (jogos de futebol,
festa, concertos, serviço informativo, despertar e serviço de horas).
1956 Primeiro telefone digital e primeiro telefone móvel.
1983 Primeiro telemóvel (Motorola DynaTAC 8000X).
1983 Conclusão da automatização do serviço telefónico português.
1987 Início da digitalização da comutação telefónica.
1989 Lançamento do primeiro operador móvel constituído por CTT e TLP.
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1992 As redes móveis analógicas portuguesas são substituídas por redes digitais.
1997 Primeiro “smartphone” (Nokia 9000i Communicator).
1998 Primeiro telemóvel com ecrã a cores (Siemens S10).
2002 Primeiro telemóvel com câmara integrada (Sanyo SCP-5300).
2007 Surge primeiro iPhone.
2008 Google entra no mercado dos telemóveis com o Android (HTC Dream).
Tab.1
As figuras seguintes representam os marcos mais importantes do telefone:
Fig.1 (Wikipédia,2014)
Antonio Meucci foi considerado o inventor
do Telefone em 2002 pelo Congresso dos
Estados Unidos devido a demonstração
pública do “telégrafo falante” e posterior
publicação num jornal em 1860.
Fig.2 (Google Patents, 2014)
Alexander Bell patenteou o telefone em
1876.
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Fig.3 (Fundação Portugal Telecom, 2013)
Telefone de Mesa Bramão- 1879- 1º
telefone que unia o microfone e
auscultador numa única peça fora
inventado por portugueses Cristiano
Bramão e Maximiliano Herrmann.
Fig.5 (ctt.pt,2014)
Os CTT (Correios, Telégrafos, Telefones)
foram os primeiros os responsáveis pelos
telefones públicos durante muitos anos.
Fig.4 (Wikipédia,2014)
Sistema Automático Strowger –
patenteado em 1891 foi um importante
passo da automação das centrais
telefônicas substituindo as telefonistas.
Fig.6 (Rogério Santos,1998)
As Telefonistas foram sendo substituídas
por Centrais de Comutação Automática
com a instalação da primeira em Portugal
no ano 1930.
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Fig.7 (Paulo Vasco e Pedro Capitaz,2008)
Ericsson MTA (1956) foi o primeiro telefone
móvel, antes da época dos circuitos
integrados era tão grande e pesado (40kg)
que exigia que fosse instalado
permanentemente num carro ou outro
veículo.
Fig.9 (Henrique Cayolla, 2012)
1983 – A última central de comutação
manual foi fechada em Vilar do Pinheiro,
Vila do Conde e deu origem a um Museu
Vivo da Comutação Manual. Concluindo
assim a automação do serviço telefônico
português.
Fig.8 (Paulo Vasco e Pedro Capitaz,2008)
Motorola DynaTAC 8000X (1983) – após
apresentação do protótipo levou dez anos
a chegar ao mercado, tempo suficiente
para que a Motorola melhorasse o
telemóvel e criasse torres para serviço de
telefone móvel.
Fig.10 (Paulo Vasco e Pedro Capitaz,2008)
Criação da TMN (1989) através da parceria
entre os CTT e TLP sendo assim a primeira
operadora móvel portuguesa.
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Fig.11 (Paulo Vasco e Pedro Capitaz,2008)
Nokia 9000i Communicator (1997) o
primeiro “smartphone” tinha um ecrã LCD
e um teclado QWERTY que quando
dobrado parecia um telemóvel comum.
Tinha capacidade para enviar e receber fax,
mensagens de texto e e-mail, e também
tenha acesso à Web através de 160 SMSs.
Fig.13 (Paulo Vasco e Pedro Capitaz,2008)
Sanyo SCP-5300 (2002) foi o primeiro
telemóvel com câmara integrada,
característica hoje em dia muito comum.
Fig.12 (ZWAME, 2007)
Siemens S10 – primeiro telemóvel com
ecrã a cores. O ecrã deste telemóvel só
tinha quatro cores: amarelo, vermelho,
azul, preto, verde, laranja.
Fig.14 (Paulo Vasco e Pedro Capitaz,2008)
A Apple entra no mercado das
telecomunicações com o seu primeiro
iPhone. Este telemóvel dava-lhe acesso de
alta velocidade à Web, e-mail, Facebook e
Youtube desde que houvesse rede móvel.
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Fig.15 (Wikipédia, 2014)
HTC Dream (2008) foi o primeiro telemóvel
com sistema Android que na altura era
baseado no Linux.
Fig.16 (Wikipédia,2014)
Samsung Galaxy S5 (2014)– Como exemplo
de um telemóvel atual, o S5 tem um
processador de 2.5ghz, câmara de 16mpx,
resolução de ecrã full HD, 4G, GPS, é a
prova de água, entre outras.
Como podemos perceber nos primórdios da telefonia houve uma grande discussão entre
quem era o seu inventor.
O primeiro seria Antonio Meucci que apesar de só ter arquivado um requerimento de patente
tinha feito uma demonstração pública que seria documentada num jornal italiano em Nova
Iorque e por isso o Congresso dos Estados Unidos decidiu que este era o inventor do telefone.
Alexander Bell apesar de o ter patenteado em 1876 não o chamou telefone, pelo que está na
sua patente ele tinha feito apenas um melhoramento no telégrafo (patente dos Estados
Unidos nº174-465).
Elisha Gray patenteou no mesmo dia de Bell o transmissor de Gray, baseado na brincadeira
que toda a criança já fez, atar dois diafragmas com um fio esticado e a voz é transmitida pela
vibração do fio.
Apesar do equívoco, é interessante como o telefone tenha sido inventado por três pessoas de
três maneiras diferentes.
Em 1956, foi criado o primeiro telefone de sinal digital. Usava um sistema binário que
conseguia carregar 24 sinais de voz ou 1.5megabits de informação num par de fios padrão.
Esse sistema digital e a sua evolução puseram fim aos problemas de alcance e interferências.
Depois da evolução nos telefones/telemóveis em Portugal e no Mundo que foi demonstrado
anteriormente podemos fazer uma comparação com a atualidade. Hoje em dia ninguém fica
impressionado com um smartphone, toda a gente o usa e faz parte do nosso quotidiano. Um
smartphone moderno pode substituir grande parte dos nossos aparelhos eletrônicos portáteis:
câmaras, consolas de jogos portáteis, computadores, máquina de calcular, etc. Esta evolução
de certeza que nunca teria sido imaginada pelos seus criadores.
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Rádio__________________
História e Evolução A rádio é um dos meios de comunicação mais utilizados no nosso dia-a-dia. Quer seja a ir para
o trabalho, ou a estudar a rádio esta sempre por perto. Desde o começo até a atualidade esta
sofreu inúmeras mudanças, aumentando a sua qualidade e disponibilidade. A sua história e
evolução serão os temas abordados.
A tabela seguinte mostra alguns dos acontecimentos mais importantes do rádio:
1863 James Clerck Maxwell demonstrou teoricamente a provável existência das
ondas eletromagnéticas.
1887 Henrich Rudolph Hertz construiu um aparelho onde se verificava a deslocação
de faíscas através do ar.
1892 Nikola Tesla cria o primeiro sistema de Rádio.
1895 Guglielmo Marconi tenta ganhar a patente do rádio, no entanto, não o
consegue.
1896 Marconi demonstra o funcionamento dos seus aparelhos de emissão e receção
de sinais na própria Inglaterra.
1897
Oliver Lodge e Ernest Branly que inventaram o “coesor”, um dispositivo que
melhorava a deteção das ondas. No mesmo ano Oliver Lodge inventou o
circuito elétrico sintonizado, que possibilitava a mudança de estação
selecionando a frequência desejada.
1906 Lee de Forest desenvolve a válvula de três elementos (tríodo), constituída por
uma grelha, placa e filamento que trouxe um avanço na transmissão de sons.
1906 Reginald Fessenden realiza as primeiras transmissões AM.
1920 Surge a primeira emissora norte-americana de que há registo, de nome K. D. K.
A
1925 Surge a primeira estação emissora nacional profissional de nome, CT1 AA, por
intermédio de Abílio Nunes dos Santos.
1930 Surge a primeira rádio no norte do país, a Rádio Sonora.
1933 O americano Edwin Armstrong demonstra o sistema FM para os executivos da
Radio Corporation of America.
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1939 Armstrong realiza operação para transmitir a primeira rádio em FM em Alpine,
Nova Jersey, nos Estados Unidos.
1942 Os primeiros emissores em frequência modulada (FM) são produzidos nos EUA,
pela General Electric.
1947 A invenção do transístor permitiu a construção de rádios mais pequenos.
1954 A Rádio Clube Português realiza a primeira emissão FM.
1975 Integração de várias rádios no grupo RDP (Radiodifusão Portuguesa).
1984 Surgem as primeiras emissoras clandestinas, as chamadas “Rádios pirata”.
1988 O governo trava a expansão destas rádios obrigando-as a fechar.
1989 Aparece a nova lei da rádio, que permitiu às rádios piratas com melhores
condições e equipamentos continuar as suas emissões normais.
1998 Durante a “Expo 98” de Lisboa, inicia-se as primeiras emissões em Digital Audio
Broadcasting.
Tab.2 Nas seguintes figuras alguns dos marcos mais importantes da história da rádio:
Fig.17 (radiofonia.com.sapo.pt,2005)
1887James Clerck Maxwell demonstrou teoricamente a provável existência das ondas eletromagnéticas unificando toda a teoria de Faraday, Lorentz, Gauss e Ampere.
Fig.18 (radiofonia.com.sapo.pt,2005)
Henrich Rudolph Hertz um jovem estudante alemão construiu um aparelho em 1887 onde se verificava a deslocação de faíscas através do ar. Este aparelho produzia correntes alternadas de período extremamente curto, que variavam rapidamente.Com esta experiência Hertz demonstrou a existência das ondas eletromagnéticas
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Fig.19 (radiofonia.com.sapo.pt,2005)
Em 1895, o italiano Guglielmo Marconi teve conhecimento das espantosas descobertas de Hertz e do sistema de rádio inventado por Nikola Tesla. Marconi chega a falar com Tesla para pedir-lhe detalhes sobre a construção do sistema de rádio, para assim, o tornar a construir e registar a invenção como sendo sua, mas Tesla já o tinha registado antes. Marconi foi o primeiro homem a enviar uma mensagem para o outro lado do oceano e devido à sua atividade e negócio, ele contribuiu para que a rádio se desenvolvesse, criando até a primeira companhia de rádio.
Fig.21 (telefonia.no.sapo.pt,2014)
Tal como ia acontecendo por todo o mundo, também em Portugal começava a surgir a febre da rádio. Muitas eram as pessoas que tentaram construir as suas próprias emissoras de rádio, mas a primeira estação emissora nacional profissional, surge em Outubro de 1925 de nome, CT1 AA, por intermédio de Abílio Nunes dos Santos.
Fig.20 (Wikipédia,2014)
Embora Tesla e Marconi tenham feito grandes progressos, a transmissão de sons só foi possível com o aparecimento da válvula de três elementos (tríodo), constituída por uma grelha, placa e filamento, desenvolvida em 1906 por Lee de Forest, um americano.
Fig.22 (albutekas.blogspot.pt,2014)
Com invenção do transístor em 1947 tornou-se possível construir rádios mais pequenos. De uns anos para cá, já existem rádios com leitores de cassete e leitores de CD. Hoje em dia, é possível ouvir rádio no computador através de uma ligação à Internet.
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Ondas AM vs Ondas FM
Tab.3
AM FM
Diferenças de Modulação
A onda "carrier" ou "carrier wave" a portadora é modulada em amplitude pelo sinal que é para ser transmitida. A frequência permanece a mesma.
A onda "carrier" ou "carrier wave" a portadora é modulada em frequência pelo sinal que é para ser transmitido. A amplitude permanece a mesma.
Prós e Contras
Tem menor qualidade de som em comparação com a FM, mas é mais barata e pode ser transmitida ao longo de grandes distâncias. Tem uma menor largura de banda para que ele possa ter mais estações disponíveis em qualquer faixa de frequência.
É menos suscetível a interferência do que a AM. No entanto, os sinais FM são afetados por barreiras físicas. Tem a melhor qualidade de som devido à maior largura de banda.
Alcance de Frequência
5351705 KHz 88108 MHz.
Complexidade
Tanto os recetores como emissores são bastante simples e baratos.
O transmissor e recetor são mais complexos, como a variação do sinal de modulação tem que ser convertida e detetada pelas correspondentes variações de frequências.
Ruído
Bastante suscetível ao ruído, porque e este afeta a amplitude, que é onde a informação é "armazenada" num sinal AM.
FM é menos suscetível ao ruído porque as informações são transmitidas através da variação da frequência, e não amplitude.
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Fig.23 …..(boundless.com,2014) Fig.24 (Wikipedia,2014)
Rádio Digital Sistema Eureka 147 DAB
Foi desenvolvido pelo Projeto Eureka 147 –– um grupo internacional de radiodifusores,
operadores de rede, fabricantes de transmissores e recetores de rádio, e institutos de
pesquisa.
O uso comercial do DAB teve início em 1998.
A Inglaterra é onde o sistema DAB obteve maior sucesso até agora estima-se que em 2009
haverá recetores DAB em 40% dos lares.
Inglaterra, Dinamarca, Noruega e Suíça estão entre os países líderes na implementação do
sistema DAB. É um sistema concebido principalmente para a transmissão de áudio, mas
também pode transportar texto, imagens (figuras, fotos, etc.), dados e até vídeo.
A rádio digital é a transmissão de informação através do método de modulação digital de
rádio. As principais vantagens da rádio digital estão na melhoria da qualidade do som e em
mais opções para o ouvinte, como letreiros digitais com informações adicionais como notícias
e previsão do tempo.
Fig.25
(Wikipédia,2014)
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Televisão_______________
História e Evolução Mundial A história da televisão começou na década de vinte e evoluiu ao longo do tempo ate chegar ao
que é hoje.
A tabela seguinte apresenta algumas das datas mais importantes da televisão no panorama
mundial:
1923 Vladimir Zworykin registra a patente do tubo iconoscópico para câmaras de
televisão.
1924 O primeiro sistema semi mecânico de televisão analógica.
1925 Primeiras imagens em movimento.
1927 Sistema eletrônico completo demonstrado por John Logie Baird e Philo Taylor
Farnsworth.
1928 Primeiro serviço analógico - WGY em Schenectady, Nova Iorque.
1935 Primeiro serviço de televisão de alta definição.
1936 Uma das primeiras grandes transmissões de televisão - Jogos Olímpicos de
Berlim.
1954 Televisão a cores - na rede norte americana NBC.
1960 A japonesa SONY introduziu no mercado os recetores de televisão com
transístores.
1962 O satélite Telstar faz primeira transmissão transatlântica de televisão.
1979 A miniaturização chegou em 1979 quando a Matsushita registrou a patente da
televisão de bolso com ecrã plano.
1994 Primeira patente de Smart TV’s.
2010 Maior plasma 3D do mundo.
Primeiro 3D LED HDTV do mundo.
Tab.4
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As imagens seguintes mostram alguns dos principais marcos da televisão:
Fig.26
Tubo iconoscópico-1923- Vladimir
Zworykin, um russo que vivia nos E.U.A,
criou o tubo iconoscópico.
Fig.28
O regulamento da televisão a cores em
Portugal começou em 1980.
Fig.27
As primeiras imagens em movimento
realizaram-se em 1925.
Fig.29
Telstar, Lançado em 10 de julho de 1962 da
Estação da Força Aérea de Cabo Canaveral,
foi o satélite que possibilitou a primeira
transmissão de televisão ao vivo entre
Europa e os Estados Unidos.
Fig.30
A japonesa SONY introduziu no mercado os recetores de televisão com transístores em 1960.
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“A história da televisão começa com a primeira demostração de uma transmissão
televisiva à comunidade científica na Royal Institution, em 1926, tendo sido feita a primeira
emissão 9 anos depois na Alemanha. Foi este país que iniciou as emissões a grande escala
internacional com os Jogos Olímpicos de Berlim em 1936, que marcam um momento marcante
na História da televisão.
A partir daqui, em poucos anos a televisão sofreu um desenvolvimento exponencial,
aparecendo nos EUA o primeiro sistema para televisão a cores (NTSC) apenas 9 anos depois da
primeira emissão de televisão para o público, ao qual se seguiram outros sistemas europeus
(PAL e SECAM). Neste grande transição para televisão a cores, foi necessário garantir a
compatibilidade entre a emissão a cores e os televisores a preto e branco.
Pode dizer-se que a primeira funcionalidade interativa surgiu em 1950 com o aparecimento do
primeiro controlo remoto (ligado à televisão por um cabo) criado pela Zenith Radio Corporation,
uma vez que permitia aos utilizadores mudar o canal (que é considerado baixa interatividade
com um televisor).
Com o aparecimento da televisão por cabo e da televisão digital (que é essencial para a
interactividade), a televisão interativa ganhou uma popularidade crescente junto das pessoas,
principalmente graças à grande inovação tecnológica verificada nas últimas décadas. Tanto na
Europa como nos EUA, vários canais utilizam já funcionalidades interactivas, como por exemplo,
o canal britânico ©SKY com o seu EPG (Electronic Programme Guide) ou os seus serviços on-
demand, como o Sky Anytime, que permite aos seus utilizadores gravarem programas que
desejem ver noutra altura.”
(img.lx.it.pt,2009)
História e Evolução em
Portugal
A tabela monstra algumas das datas principais da televisão em Portugal:
1956 Primeira emissão televisiva
1957 Primeiras emissões regulares (VHF)
1968 Primeira emissão UHF - Início do 2º canal
1972 Primeira emissão na Madeira
Evolução das redes de comunicação
A rede digital: suporte comum para todos os serviços
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1975 Primeira emissão nos Açores
1980 Início da emissão regular a cores
1991 Constituição da TDP
1992 Primeira emissão de um privado - SIC
1993 Primeira emissão da TVI
1994 Criação da Portugal Telecom, agregando a rede de teledifusão
1998 Primeira emissão experimental da TDT em Portugal (Expo 98) - Primeira rede
do mundo com mais de dois emissores sincronizados na mesma frequência
2008 Lançamento do MEO
2009 Lançamento da TDT em Portugal
2012 Desligamento do sinal analógico por decisão da Comissão Europeia
Tab.5
“Em Portugal, a televisão só começou a existir a partir de 1956 com o canal do Estado, a RTP,
originando na altura um movimento geral das pessoas para os sítios públicos com televisão.
Mantendo o atraso tecnológico em relação a outros países europeus, as emissões a cores só
apareceram nos anos 80 e a televisão por cabo em 1994, pela ©Portugal Telecom. Em 1998,
foi introduzida uma lei que possibilitou a criação de canais regionais, locais e temáticos pela
televisão por cabo, permitindo aos operadores conceber os seus próprios programas.
Em Portugal, a televisão por cabo tem uma importância notável, uma vez que existem apenas
quatro canais abertos, sendo os restantes fornecidos por um dos três operadores, que
entretanto surgiram e que possibilitam transmissões para a televisão digital e que já oferecem
funcionalidades interativas.”
(img.lx.it.pt,2009)
Evolução das redes de comunicação
A rede digital: suporte comum para todos os serviços
24
Redes de Dados__________ Redes de dados ou também chamadas de redes de computadores (apesar de uma rede poder
ser composta por qualquer dispositivo capaz de enviar ou receber dados, como smartphones e
impressoras) são redes de comunicação de dados (digitais), onde a informação circula sob a
forma binária (bits), e foram criadas pois com o aparecimento do computador surgiu também
a necessidade de trocar informação entre máquinas. Estas redes disponibilizam aos
utilizadores um conjunto de vantagens que as tornam atrativas, como por exemplo, a
possibilidade de acesso a computadores remotos, o uso e a partilha de recursos diversificados,
o acesso a informação e a facilidade de transferência de dados. Estas redes podem ser
classificadas em três grupos, conforme as suas características e finalidades: LANs (Local Area
Network - Rede Local de Computadores), MANs (Metropolitan Area Network - Rede
Metropolitana de Computadores) e WANs (Wide Area Network - Rede de Grandes Áreas).
História e Evolução A história das redes de dados iniciou-se por volta da década de 60 onde a rede telefónica era a
rede de comunicação que dominava o mundo, mas em contraste com esta os elementos nos
extremos da comunicação não eram seres humanos, mas sim máquinas/dispositivos.
Os primeiros estudos sobre comutação de pacotes tinham o objetivo de criar uma forma de
comunicação mais eficiente e robusta que a comutação de circuitos. Inicialmente houve 3
institutos que se destacaram pelas suas contribuições (pesquisas realizadas em paralelo, sem
conhecimento mútuo) seriam estes o MIT, Rand Institute e o National Physical Laboratory.
Muito do que foi pesquisado teve o propósito de atender a necessidades militares, pois o
contexto político do mundo era a Guerra Fria.
Na tabela seguinte apresentamos as principais datas da história das redes de dados:
1960s
J.C.R. Licklider, do MIT realiza as primeiras pesquisas sobre comutação de
pacotes e idealiza a construção de uma grande rede onde qualquer pessoa
pudesse aceder a arquivos e programas.
Evolução das redes de comunicação
A rede digital: suporte comum para todos os serviços
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1964 Lançamento do primeiro livro sobre a teoria da comutação de pacotes, ideia que
utiliza a segmentação de dados em partes discretas, por Leonard Kleinrock.
1967
Lawrence Roberts apresenta o projeto da rede de computadores ARPANet, rede
esta que virá a ser a "mãe" da Internet e que tem como objetivo interligar as
bases militares e os departamentos de pesquisa do governo americano.
1968 É criado o primeiro comutador de pacotes, chamado Interface Message
Processors (IMP), para compor a arquitetura da ARPANet.
1969 São instalados 3 IMPs nas universidades de Stanford, Santa Bárbara e Utah,
configurando assim, uma rede com 4 pontos de conexão (nós).
1970s
Começam a surgir outras redes de comutação de pacotes como ALOHAnet: rede
de microondas via rádio que interligava as ilhas do Havaí, TELENET: comutação
de pacotes comerciais da BBN baseada na tecnologia da ARPANet e TAYMNET e
TRANSPAC: rede de comutação de pacotes francesa.
1972
A ARPANet já conta com 15 nós e neste mesmo ano o primeiro protocolo tipo
host-to-host foi criado, e a primeira aplicação de e-mail apresentada por Ray
Tomlinson na BBN.
1973 Idealização uma rede local, uma Ethernet, que mais tarde originaria LANs de
curta distância, por Robert Metcalfe, com tecnologia desenvolvida pela Xerox.
Final
1970s/
Início
1980s
No final da década de 70 aproximadamente 200 máquinas estavam conectadas
à ARPAnet não só devido a pesquisas, mas também para utilização militar na
Guerra Fria onde toda a comunicação passava por um computador central que
se encontrava no Pentágono, ao passar esta época de guerra a ARPANet deixou
de ter importância para os militares sendo passada então para a maioria das
universidades e outros investigadores que foram estendendo a comunicação
por outros países chegando à década de 80 com 100 mil máquinas interligadas
formando uma grande rede mundial que mais tarde passou a ser conhecida
como Internet.
1984
Desenvolvido o primeiro sistema de nomes de domínios (DNS) utilizado para
conversão dos endereços em forma de letras e palavras, pois torna a sua
memorização mais fácil para nós, na forma de endereços IP de 32 bits,
linguagem utilizada pelos computadores.
O Minitel, projeto lançado pelos franceses para levar redes de dados a todos os
lares, transforma-se num enorme sucesso, quando o governo francês fornece,
Evolução das redes de comunicação
A rede digital: suporte comum para todos os serviços
26
gratuitamente, um terminal para toda residência francesa que estivesse
interessada.
1986 O Departamento de Informática da Universidade do Minho envia pela primeira
vez um e-mail em Portugal.
1988 Um vírus designado “Internet Worm” paralisa cerca de 10% dos servidores do
mundo.
1990
O projeto Minitel atinge o seu auge contando já com 20 mil serviços diferentes,
e sendo já usado por mais de 20% da população Francesa, gerando assim mais
de 1 milhar de milhão de dólares por ano, e 10 mil novos postos de emprego.
1989 a
1991
A Web é criada no CERN por Tim Berners-Lee baseado em trabalhos realizados
por Bush e Ted Nelson respectivamente nas décadas de 40 e 60. Berners-Lee e
os seus companheiros desenvolvem versões iniciais de HTML, HTTP, um servidor
web e um Browser.
1993 Criado o primeiro browser gráfico, o “Mosaic”, por Marc Andreeseen.
1995
Os estudantes usam diariamente os browsers Mosaic e Netscape para navegar,
e começam a ser utilizados por pequenas e grandes empresas para transações
comerciais, já existindo 10 milhões de servidores.
1996 A Microsoft lança o seu browser, Internet Explorer, ainda hoje existente embora
versões mais recentes do mesmo.
1998
A rede passou a ser administrada pela Internet Corporation for Assigned Names
and Numbers (ICANN), uma organização de direito privado sem fins lucrativos,
submetida à lei californiana, sob o controle do Departamento de Comércio dos
Estados Unidos.
Também neste ano, dois estudantes da Universidade de Stanford, Larry Page e
Sergey Brin, criam o motor de pesquisa Google, um dos maiores sistemas de
pesquisa ainda hoje existente e utilizado por uma boa parte da população.
2000
Surge o Cloud Computing, ou Computação em Nuvem, que consiste na utilização
da memória e das capacidades de armazenamento e cálculo de computadores e
servidores partilhados e interligados por meio da Internet.
2002
Em janeiro deste ano cerca de 544 milhões de pessoas em todo o planeta já
utilizaram a internet. Neste mesmo ano também se deu o início do Wi-Fi, a
Internet banda larga sem fios, que grande parte da população utiliza todos os
dias, principalmente em computadores portáteis, tablets e smartphones.
Evolução das redes de comunicação
A rede digital: suporte comum para todos os serviços
27
É ainda lançado o Amazon Web Services que tem como base os conceitos de
Saas (Software como um Serviço) e HaaS (Hardware como um serviço).
2004
Começa a tornar-se popular o uso de webcams, chamadas de vídeo, e os
universitários Mark Zuckerberg, Eduardo Saverin e Dustin Moskovitz, criam o
site de relacionamentos Facebook, com o objetivo de colocar os estudantes da
universidade de Harvard numa rede, mas entretanto, o projeto teve tanto
sucesso que foi expandido também para outras universidades e, finalmente,
para qualquer utilizador do planeta.
2006
A Google expande os seus serviços e desenvolve o Google Apps que é um pacote
de serviços que conta com aplicações como editor de texto, apresentações,
agenda, entre outros. Todos estes recursos são processados pela Google, o
cliente precisa apenas criar as contas dos utilizadores e efetuar algumas
configurações.
2008
Sai para o mercado o serviço Dropbox, consiste no armazenamento e partilha
de arquivos através da Internet, baseando-se no conceito de computação em
nuvem.
2010 Ao fim de 6 anos o site de relacionamentos Facebook torna-se a maior rede
social da internet, atingindo o número de 400 milhões de utilizadores.
Tab.6
A rede vai estar sempre em mudança, tanto em termos de estrutura/funcionamento, pois as
tecnologias estão sempre a avançar e a melhorar, como também em termos de conteúdo, pois
tem, se formos a analisar, vídeos, chats, sites de relacionamento, pesquisas, serviços baseados
na computação em nuvem que são a base do presente.
Evolução das redes de comunicação
A rede digital: suporte comum para todos os serviços
28
J.C.R. Licklider do MIT, na imagem acima, foi o pioneiro
na pesquisa sobre comutação de pacotes. Já na altura
discutiam o conceito de Rede Global, e já idealizavam um
conceito de redes de computadores que é basicamente o
modelo de Internet de hoje.
Fig.31(http://www.cs.rit.edu/~rpretc/imm/project1/biography.html, 2014)
Leonard Kleinrock ao lado do
primeiro IMP.
Fig.32
(3news.co.nz, 2014)
A primeira mensagem enviada entre computadores situados em locais distantes foi a 29 de
Outubro de 1969. O texto dessa primeira mensagem continha apenas duas letras e um ponto
"LO." isto aconteceu pois Leonard Kleinrock, um investigador da UCLA (Universidade da
Califórnia de Los Angeles), queria escrever "LOGIN", mas o sistema foi abaixo a meio da
transmissão. A mensagem seguiu do computador do laboratório de Kleinrock na UCLA para o de
Douglas Engelbart no Instituto de Pesquisa de Stanford, utilizando como suporte a recém-criada
rede da ARPA (Advanced Research Projects Agency).
Evolução das redes de comunicação
A rede digital: suporte comum para todos os serviços
29
O sistema Minitel incluía sites de livre acesso, como o da lista telefónica, e também sites
particulares, que cobravam uma taxa de cada utilizador baseada no tempo de utilização. Este
projeto tinha o objetivo ambicioso de levar as redes de dados a todos os lares. Patrocinado pelo
governo francês, o sistema Minitel consistia numa rede pública de comutação de pacotes,
servidores Minitel e terminais baratos com modens de baixa velocidade embutidos. Um facto
interessante é que a grande rede de computadores na França já estava presente nas empresas,
no comércio e residências 10 anos antes dos norte-americanos ouvirem falar numa rede de
computadores e ainda menos numa Internet desenvolvida.
Fig.33 (virtualmv.com, 2014)
Na barra cronológica acima apresentada estão alguns dos principais momentos da história da
Google. Com o crescimento explosivo da página de pesquisa, no ano de 1998 já armazenava um
Terabyte, uma soma de dados assombrosa para a época.
Evolução das redes de comunicação
A rede digital: suporte comum para todos os serviços
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Fig.34 (wikipedia.org, 2014)
O armazenamento de dados é feito em serviços que poderão ser acedidos em
qualquer ponto do planeta, a qualquer hora, não havendo necessidade de instalação
de programas ou de armazenar dados. O acesso a programas, serviços e arquivos é
remoto, através da Internet, daí a alusão à nuvem.
Num sistema operacional disponível na Internet, a partir de qualquer computador e
em qualquer lugar, é possível ter acesso a informações, arquivos e programas num
sistema único, independente de plataforma. O requisito mínimo é um computador
compatível com os recursos disponíveis na Internet. O computador deixa de ser
necessário como uma máquina tão potente, pois estando ligado à Internet, a "grande
nuvem" de computadores é que trata do processamento e armazenamento, passando
a serem apenas necessários os dispositivos de entrada (teclado, rato) e saída
(monitor).
Evolução das redes de comunicação
A rede digital: suporte comum para todos os serviços
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Fig.35 (pcworld.com, 2014)
Um dos clientes do Google
Apps é a própria
Universidade do Porto que
contratou os serviços da
Google para que os alunos
da faculdade possam
usufruir das vantagens
oferecidas facilitando o
trabalho, organização e
acessibilidade aos conteúdos relacionados com a faculdade.
Fig.36 (submarinecablemap.com, 2014)
Um cabo submarino é um meio de transmissão de eletricidade, voz, dados, ou outro sinal
utilizando um cabo construído especialmente para ser instalado sob ou sobre o leito oceânico.
A internet depende fortemente de cabos submarinos, o mapa em cima mostra Os cabos
submarinos existentes no planeta e entre que pontos estão ligados
Evolução das redes de comunicação
A rede digital: suporte comum para todos os serviços
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Analógico VS. Digital_____ Para que o mundo entrasse numa era tecnológica foi preciso que os seus sistemas analógicos
fossem transformados em sistemas digitais portanto vamos fazer uma breve explicação de
uma transição entre sistemas analógicos e digitais de um sistema simples.
Para que uma onda analógica seja transformada em sinais digitais é preciso retirar amostras da
onda inicial da seguinte forma:
Fig.37 (Slides aula LSDI,2014)
Amostragem e quantificação da variação da temperatura ao longo de um dia.
Cada ponto que está marcado na onda analógica é uma amostra que é passada para o
sistema digital. Essa amostra não é o valor exato que está na onda em determinado
tempo mas sim uma aproximação. Neste caso as temperaturas que são tiradas para
amostra são valores inteiros aproximados aos valores que estão na onda, como se
pode ver na parte direita da figura.
Neste caso os valores das amostras foram tirados de hora a hora e foram aproximados
aos números inteiros. Se quiséssemos que a conversão perdesse o mínimo de
informação poderíamos tirar mais amostras por hora (melhorar a amostragem) e os
valores das amostras em vez de serem inteiros podiam ter uma casa decimais
(melhorar a quantificação)
32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
T (ºC) 28
29
28
3 , 28
6 , 28
28 , 1
Evolução das redes de comunicação
A rede digital: suporte comum para todos os serviços
33
Para explicar melhor estes processos de conversão vemos um novo caso:
Fig.38 (Slides aula LSDI,2014)
Este caso tem mais uma etapa que o anterior. Além das amostras tiradas periodicamente
(amostragem) e a aproximação das amplitudes a um conjunto finito de valores (quantificação),
existe ainda a codificação que consiste em passar representar esses valores por um código
binário (codificação).
Tanto a informação analógica como a informação digital pode ser armazenada em vários tipos
de memórias.
Por exemplo, o áudio analógico pode ser armazenado num disco de vinil sem haver conversão
ou esse áudio pode ser convertido a digital e ser armazenado num CD ou DVD.
Fig.39 (Slides aula LSDI,2014)
Evolução das redes de comunicação
A rede digital: suporte comum para todos os serviços
34
Fig.40 (Slides aula LSDI,2014)
Hoje em dia maior parte dos sistemas são analógicos e digitais (sistemas híbridos) como o caso
de ouvir um CD:
Fig.41 (Slides aula LSDI,2014)
D/A Amplificador
Evolução das redes de comunicação
A rede digital: suporte comum para todos os serviços
35
Vantagens e desvantagens do sistema digital em
relação ao analógico
Vantagens:
Reprodutibilidade dos resultados: um sistemas digital produz sempre os mesmos
resultados enquanto que os resultados dos sistemas analógicos podem ser alterados
por temperatura, tensões da fonte, envelhecimento de componentes entre outros
fatores.
Facilidade de projeto: podemos fazer um projeto digital sem grande conhecimento
acerca do funcionamento de condensadores, transístores ou outros dispositivos.
Flexibilidade e funcionalidade: depois de uma conversão para digital um problema
pode ser resolvido usando um conjunto de passos lógicos. Por exemplo, podemos
codificar uma gravação de voz de modo que só seja reproduzível para quem tiver a
password o que em sistemas analógicos seria muito complexo.
Programabilidade: há grande facilidade para idealizar, escrever e depurar programas
digitalmente.
Velocidade: os dispositivos digitais são muito mais rápidos. Num circuito dos mais
rápidos um transístor pode comutar em menos de 10 pico segundos.
Economia: um único circuito pode desenvolver diferentes tipos de funções e estes
circuitos são produzidos em massa a muito baixo custo. Além do custo de produção
existe o custo de energia que no cado dos sistemas digitais é muito menor é sistemas
de alta complexidade.
Maior imunidade ao ruído
Fontes diversas - podermos ter no mesmo domínio digital sinais provenientes de
fontes diversas (voz, vídeo, dados).
Desvantagens:
Perda de informação: como vimos anteriormente muitos dos dados recolhidos vêm em
analógico e quando é convertido há sempre informação que se perde. Apesar dos
avanços melhorarem a conversão a infinidade de informação que está numa onda
analógica nunca vai ser conseguida. O importante é que a perda não seja relevante
Evolução das redes de comunicação
A rede digital: suporte comum para todos os serviços
36
para o utilizador (ex. CD de áudio de alta qualidade, o utilizador não percebe nenhuma
diferença para o sinal original)
Maior complexidade dos dispositivos
Banda de frequência - Normalmente os dispositivos analógicos usam uma maior banda
de frequências para a mesma informação do sinal analógico
Evolução das redes de comunicação
A rede digital: suporte comum para todos os serviços
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Rede com integração de
serviços______________ Antigamente cada serviço tinha um operador diferente porquanto que hoje em dia cada
operador tem grande parte dos serviços digitais. Esta união de serviços só foi possível graças a
digitalização de que falamos anteriormente.
Os primeiros serviços que começaram a existir foram o telefone e a televisão, depois vieram a
TV Cabo, os telemóveis e a internet. Cada um destes serviços era oferecido por operadores
diferentes e por redes diferentes e uma prova disso é que ao fim do mês tínhamos uma conta
do telefone e da internet, outra da TV Cabo e ainda outra dos telemóveis (se fossem pós-
pagos). Devido a algumas parcerias conseguimos que um operador oferecesse mais serviços
mas também se deve a modernização da rede digital.
A modernização da rede digital faz com que uma simples ligação de fibra ótica aos servidores
de um destes operadores consigam unir vários serviços como tv cabo (com box e/ou coaxial),
internet (com e/ou sem fios) e telefone.
Podemos mostrar um exemplo da MEO:
Fig.42 (meo.pt, 2014)
Evolução das redes de comunicação
A rede digital: suporte comum para todos os serviços
38
Este sistema demonstra muito bem a união de sistemas e como uma única ligação digital serve
como suporte para tantos serviços em nossa casa.
Acho que realmente essa união de serviços além de facilitar muito as ligações de uma casa
permite que os serviços sejam mais baratos melhorando a qualidade de vida da sociedade. A
única coisa que poderia melhorar era tornar a rede totalmente sem fios. Se cada dispositivo
tivesse um recetor de uma rede sem fios com frequências diferentes esses aparelhos
passariam a precisar unicamente de uma fonte de alimentação o que facilitaria muito a
questão dos cabos e permitiriam novas funções remotas entre dispositivos. Se esses recetores
fossem incluídos numa máquina de lavar e outros eletrodomésticos poderíamos ter uma casa
domótica sem grandes custos.
Assim com este texto podemos verificar que conseguimos evoluir de uma rede, um serviço um
operador para um operador que oferece múltiplos serviços através de uma só rede digital.
Evolução das redes de comunicação
A rede digital: suporte comum para todos os serviços
39
Conclusão______________
Com a elaboração deste relatório, concluíram-se alguns pontos relativos à evolução das redes
de comunicação.
A evolução tecnológica foi demonstrada ao longo do trabalho mas temos a certeza que
continuará a existir e que, quase sempre, irá melhorar ou facilitar a vida do ser humano. As
redes de comunicação tiveram um grande desenvolvimento durante o séc. XX/XXI e a união
dessas redes de comunicação numa só rede digital onde existem todos os serviços foi uma das
evoluções mais importantes.
Podemos concluir que essa integração de serviços foi muito benéfica para o consumidor
melhorando assim o dia-a-dia de qualquer pessoa.
Evolução das redes de comunicação
A rede digital: suporte comum para todos os serviços
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