Apostila Sistemas de Comunicação

ELETRÔNICA INDUSTRIAL - TELECOMUNICAÇÕES

PROF. MARCELO DIOGO DOS SANTOS

i

ÍNDICE

1. LIGAÇÕES TELEFONICAS URBANAS E INTERURBANAS...............................1

1.1 COMUNICAÇÕES..............................................................................................1

1.2 características preliminares de uma ligação telefônica ......................................1 1.2.1 Som ................................................................................................................1 1.2.2 Voz .................................................................................................................2 1.2.3 Ouvido ............................................................................................................2

1.3 faixa de frequências utilizadas ...........................................................................3

1.4 transformação de energia acústica em energia elétrica .....................................3

1.5 transformações de energia elétrica em energia acústica ...................................4

1.6 ligação telefônica elementar...............................................................................5

1.7 central telefônica ................................................................................................7

1.8 ligação telefônica urbana ...................................................................................9 1.8.1 Ligação Telefônica Manual com Bateria Local ............................................10 1.8.2 Ligação Telefônica Manual com Bateria Central ..........................................10 1.8.3 Ligação Telefônica Automática.....................................................................11

1.9 ligação telefônica interurbana...........................................................................11 1.9.1 Ligação Manual ............................................................................................11 1.9.2 Ligação Semi-Automática.............................................................................13

1.10 ligação automática ou Ddd – discagem direta À distância ...............................14

1. CONCEITOS BÁSICOS DE MULTIPLEXAÇÃO .................................................15

2.1 modos de operação de um meio de transmissão.............................................15

2.2 canal e circuito .................................................................................................15

2.3 circuito a 2 fios e a 4 fios..................................................................................16

2.4 conceito de multiplexação ................................................................................18

2.5 tipos de multiplexação......................................................................................20

2. Meios de transmissão utilizados pelo multiplex..............................................20

3.1 SISTEMAS DE TRANSMISSÃO VIA RÁDIO ...................................................21 3.1.1 Sistemas de rádio HF ...................................................................................24



ii

3.1.2 Sistema de rádio VHF/UHF .......................................................................... 25 3.1.3 Sistemas de rádio-microondas em visibilidade............................................. 26 3.1.4 Sistemas de rádio-tropodifusão .................................................................... 27 3.1.5 Sistemas rádio-satélite ................................................................................. 29 3.1.6 Sistemas rádio em EHF................................................................................ 29

3.2 SISTEMAS DE TRANSMISSÃO VIA LINHA FÍSICA ....................................... 30 3.2.1 Pares de Fios ............................................................................................... 30 3.2.2 Linhas Abertas.............................................................................................. 32 3.2.3 Linhas de Transmissão de Energia Elétrica ................................................. 34 3.2.4 Cabos Coaxiais Terrestres ........................................................................... 34 3.2.5 Cabo Coaxial Submarino.............................................................................. 36

4 serviços de telecomunicações.......................................................................... 37

4.1 ASSINANTES DE TELEFONIA PÚBLICA ....................................................... 38

4.2 ASSINANTES DE REDE TELEGRÁFICA........................................................ 38

4.3 SERVIÇO MÓVEL MARÍTIMO......................................................................... 38

4.4 CIRCUITOS ..................................................................................................... 38

4.5 TRANSMISSÃO DE MÚSICA DE ALTA QUALIDADE..................................... 39

4.6 ASSINANTES DA REDE DE TRANSMISSÃO DE DADOS............................. 39

5 Introdução à Sinalização ................................................................................... 40

5.1 Sinalização Acústica ........................................................................................ 40

5.2 Sinalização de Linha ........................................................................................ 40 5.2.1 Tipos de Sinalização de Linha...................................................................... 42 5.2.2 Sinalização por Loop de Corrente Cotínua................................................... 42 5.2.3 Sinalização E & M pulsada........................................................................... 43 5.2.4 Sinalização E & M contínua.......................................................................... 43

5.3 Sinalização R2 digital....................................................................................... 45

5.4 Sinalização multifrequencial............................................................................. 47

7. PRINCÍPIOS DA TÉCNICA PCM......................................................................... 49

7.1 teorema da amostragem .................................................................................. 50

7.2 CONVERSÃO ANALÓGICO/DIGITAL............................................................. 50



iii

7.2.1 Amostragem .................................................................................................50 7.2.2 Quantização..................................................................................................51 7.2.3 Codificação...................................................................................................52 7.2.4 Multiplexação................................................................................................53

7.3 conversão digital/analógico ..............................................................................53 7.3.1 Demultiplexação ...........................................................................................53 7.3.2 Decodificação ...............................................................................................54

8 sistemas de transmissão digital........................................................................55

8.1 características gerais dos sistemas de transmissão pcm.................................55 8.1.1 Circuito de conversão ...................................................................................55 8.1.2 Sincronismo entre emissor e receptor ..........................................................55 8.1.3 Código de linha.............................................................................................56 8.1.4 Equipamento terminal de linha .....................................................................57 8.1.5 Repetidores regeneradores ..........................................................................57

8.2 sistema de transmissão pcm 30 .......................................................................57 8.2.1 Quadro de pulsos .........................................................................................57 8.2.2 Palavra de alinhamento de quadro ...............................................................58 8.2.3 Palavra de serviço ........................................................................................58

9 comutação digital ...............................................................................................59

9.1 comutador temporal .........................................................................................59

9.2 comutador espacial ..........................................................................................60

9.3 diferença básica entre o comutador temporal e espacial .................................61

9.4 memória de controle.........................................................................................61

9.5 órgãos de uma central de comutação digital ....................................................62 9.5.1 Equipamentos de conexão ...........................................................................63 9.5.2 Matriz de acoplamento digital .......................................................................63 9.5.3 Comando ......................................................................................................64 9.5.4 Ligação entre dois assinantes ......................................................................64

10 sinalização ..........................................................................................................65

10.1 sinalização de assinante ..................................................................................65

10.2 sinalização acústica .........................................................................................68



iv

10.3 sinalização de linha.......................................................................................... 69

10.4 sinalização de registradores ............................................................................ 72

11 TEORIA DO SISTEMA CELULAR....................................................................... 75

11.1 INTRODUÇÃO................................................................................................. 75

11.2 SERVIÇO TELEFONIA FIXA ........................................................................... 76

11.3 SERVIÇO DE TELEFONIA MÓVEL................................................................. 76

11.4 SERVIÇO DE TELEFONIA MÓVEL APERFEIÇOADO ................................... 76

11.5 SERVIÇO DE TELEFONIA MÓVEL APERFEIÇOADO ................................... 78

11.6 LAYOUT DE UM SISTEMA CELULAR ............................................................ 79

11.7 ARQUITETURA DO SISTEMA CELULAR COM DISTRIBUIÇÃO COMUTADA 79

11.8 CONEXÕES REDE DE TELEFONIA FIXA / TELEFONIA MÓVEL.................. 80

11.9 UM SISTEMA TELEFÔNICO CELULAR ......................................................... 80

11.10 ARQUITETURA DAS INTERFACES DO SISTEMA CELULAR....................... 81

11.11 FAIXA DE FREQÜÊNCIA ................................................................................ 81

11.12 ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO ................................................................ 82

11.13 DESIGNAÇÃO DE CANAIS PARA CONJUNTOS DE 12 CANAIS.................. 83

11.14 ATRIBUIÇÕES DE CANAIS PARA APARELHOS DE 21 CANAIS.................. 84

11.15 ESQUEMA DOS COMPONENTES DA UNIDADE MÓVEL............................. 85

11.16 UNIDADE DE CONTROLE .............................................................................. 86

11.17 UNIDADE MÓVEL (HAND SET) ...................................................................... 87

11.18 CLASSES DE UNIDADES MÓVEIS ................................................................ 88

11.19 FUNÇÕES ESPECIAIS E FUNÇÕES BÁSICAS ............................................. 89

11.20 PROPAGAÇÃO DAS ONDAS DE RÁDIO MÓVEL.......................................... 90

11.21 PROPAGAÇÃO DAS ONDAS DE RÁDIO - AMBIENTE MÓVEL .................... 90

12 ANTENA DE ESTAÇÃO RÁDIO – BASE............................................................ 91



v

12.1 DIVERSIDADE - UNIDADE MÓVEL ................................................................92

12.2 CANAL DE VOZ CELULAR AMERICANO.......................................................93

12.3 HANDOFF........................................................................................................95

13 ESTAÇÃO RÁDIO-BASE - ERB –.....................................................................96

13.1 PROCESSO DE CONFIGURAÇÃO DA CHAMADA ........................................96

13.2 CANAL DE CONTROLE DIRETO....................................................................97

13.3 CANAL DE CONTROLE DIRETO....................................................................97

13.4 TIPOS DE MENSAGENS DO CANAL DE CONTROLE DIRETO ....................97

13.5 TIPOS DE MENSAGENS DO CANAL DE CONTROLE DIRETO ....................98

13.6 CANAL DE CONTROLE REVERSO................................................................99

13.7 FUNÇÕES DA ESTAÇÃO RÁDIO-BASE.......................................................100

13.8 EQUIPAMENTO DA ESTAÇÃO RÁDIO-BASE..............................................101

13.9 CONTROLE DINÂMICO DE POTÊNCIA .......................................................102

13.10 ARQUITETURA DA ESTAÇÃO RÁDIO-BASE VISÃO GERAL......................104

14 CENTRAL DE COMUTAÇÃO E CONTROLE –CCC-........................................105

14.1 COMPONENTES DO SISTEMA CELULAR...................................................105

14.2 ESQUEMA DOS COMPONENTES DA CCC.................................................106

14.3 FUNÇÕES DA CCC - PROCESSAMENTO DE CHAMADAS........................107

14.4 FUNÇÕES ADMINISTRATIVAS E DE MANUTENÇÃO TÍPICAS DA CCC ...107

14.5 INFORMAÇÕES ANALÓGICAS PELO CANAL DE VOZ..............................108

14.6 SINALIZAÇÃO DIGITAL NO CANAL DE VOZ ...............................................109

14.7 CHAMADA ORIGINADA PELO MÓVEL ........................................................110

14.8 CHAMADA TERMINADA NO MÓVEL ...........................................................111

14.9 DESCONEXÃO À PARTIR DO MÓVEL.........................................................112

14.10 DESCONEXÃO À PARTIR DA REDE PÚBLICA ...........................................112



vi

14.11 REGISTRO E MÓVEL EM SERVIÇO NO ESTADO DE REPOUSO ............. 113

14.12 ORIGINAÇÃO DE CHAMADAS A PARTIR DA UNIDADE MÓVEL............... 113

14.13 ORIGINAÇÃO DE CHAMADAS PARA A UNIDADE MÓVEL ........................ 114

14.14 LIBERAÇÃO DE CHAMADAS ....................................................................... 115

15 CONCEITO DE ENGENHARIA CELULAR ....................................................... 116

15.1 CONCEITO DE REUTILIZAÇÃO DA FREQÜÊNCIA..................................... 116

15.2 MAPAS DE ESTAÇÃO RÁDIO-BASE NO MUNDO REAL ............................ 116

15.3 CÉLULA DIRECIONAL .................................................................................. 117

15.4 DIVISÃO DAS CÉLULAS............................................................................... 117

15.5 RESUMO ....................................................................................................... 118

16 HISTÓRICO DO SISTEMA MÓVEL CELULAR................................................. 120

16.1 A EVOLUÇÃO NAS COMUNICAÇÕES CELULARES................................... 120 16.1.1 Primeira Geração de Sistemas Móveis ...................................................... 120 16.1.2 Segunda Geração de Sistemas Móveis ..................................................... 121 16.1.3 Terceira Geração de Sistemas Móveis....................................................... 123

17 Tecnologias Utilizadas na Telefonia Celular.................................................. 126

17.1 Células CDMA: Padrão de Reuso Universal .................................................. 126

17.2 Modulação CDMA .......................................................................................... 126

17.3 Esquema Básico do CDMA............................................................................ 127

17.4 Handoff .......................................................................................................... 127

17.5 Privacidade .................................................................................................... 127

17.6 Custo.............................................................................................................. 128

17.7 Facilidades..................................................................................................... 128

17.8 Reflexos para o Usuário da Tecnologia Digital .............................................. 128

17.9 W - CDMA...................................................................................................... 129

18 PAGING ............................................................................................................. 130



vii

18.1 INTRODUÇÃO ...............................................................................................130

18.2 SISTEMA DE COMUNICAÇÃO SEM FIO......................................................131

18.3 SISTEMA DE COMUNICAÇÃO SEM FIO......................................................132

18.4 HISTÓRICO ...................................................................................................133

18.5 SISTEMA BÁSICO ATUAL ............................................................................134

18.6 PAGING TERMINAL OU CODIFICADOR......................................................134

18.7 FORMAS DE CONEXÃO DO PAGING TERMINAL AO CONJUNTO TRANSMISSOR........................................................................................................135

18.8 SIMULCAST...................................................................................................136

18.9 PARÂMETROS PARA O AUMENTO DA ÁREA DE COBERTURA...............136

18.10 APLICAÇÕES PARA O PAGER ....................................................................138

18.11 Novas Tecnologias.........................................................................................138

18.12 CONCLUSÃO.................................................................................................140

19 SISTEMA TRONCALIZADO DE RADIOCOMUNICAÇÃO MÓVEL (STR)........141

19.1 INTRODUÇÃO ...............................................................................................141

19.2 COMPARAÇÃO .............................................................................................142

19.3 SISTEMA DE REPETIDORAS TRONCALIZADAS.......................................143

19.4 POR QUÊ TRONCALIZADO?........................................................................144

19.5 COMPARAÇÃO ENTRE CELULAR E TRONCALIZADO ..............................144

19.6 CANALIZAÇÃO..............................................................................................144

19.7 STR SEM CANAL DE CONTROLE DEDICADO............................................144

19.8 STR COM CANAL DE CONTROLE DEDICADO ...........................................145

19.9 CANAL DE OPERAÇÃO ................................................................................145

19.10 CANAL DE CONTROLE ................................................................................145

19.11 COMPONENTES DO STR.............................................................................146

19.12 ENDEREÇAMENTO NO SISTEMA ...............................................................146



viii

19.13 PROCESSAMENTO DE CHAMADAS ........................................................... 147

19.14 ALGUNS TIPOS DE CHAMADAS ................................................................. 147

19.15 SEQÜÊNCIA DE CHAMADAS....................................................................... 147

19.16 RECURSOS DE ACESSO AO SISTEMA ...................................................... 148

19.17 RECURSOS DE CONFIABILIDADE.............................................................. 148

19.18 PROTOCOLOS.............................................................................................. 148

19.19 STR DIGITAL................................................................................................. 149

19.20 CONCLUSÃO ................................................................................................ 149

20 Satélite............................................................................................................... 150

20.1 SATÉLITE GEO ............................................................................................. 150

20.2 SATÉLITE MEO............................................................................................. 151

20.3 SATÉLITE LEO.............................................................................................. 151

20.4 SATÉLITE LLEO............................................................................................ 151

20.5 RESUMO DOS PROJETOS DAS EMPRESAS PCSS .................................. 152

20.6 APLICAÇÕES ................................................................................................ 154

21 Projeto IRIDIUM ................................................................................................ 155

22 Introdução às comunicações móveis por satélite......................................... 161

22.1 Sistemas não geoestacionários ..................................................................... 161

22.2 Sistemas geoestacionários ............................................................................ 162

22.3 Iridium ............................................................................................................ 162

22.4 Globalstar....................................................................................................... 163

22.5 Odyssey ......................................................................................................... 164

22.6 Inmarsat ......................................................................................................... 164

23 Glossário Técnico ............................................................................................ 165



1

1. LIGAÇÕES TELEFONICAS URBANAS E INTERURBANAS

1.1 COMUNICAÇÕES

A comunicação é inata ao homem e é graças a esta virtude, ao seu raciocínio e ao seu dinamismo que ele atinge o progresso. A história das Telecomunicações nasce quando o homem sente a necessidade de expressar o seu pensamento a um semelhante, e isto ele faz através da mímica, da palavra e da grafia. Porém a distância é um obstáculo a uma comunicação, principalmente quando se usam os processos naturais. O progresso do mundo tecnológico e a necessidade de comunicar-se a grandes distâncias, exigiram do homem uma solução que buscasse os anseios de todos os setores de atividade onde as comunicações se fizessem necessárias. A solução técnica do problema surgiu então com o invento da telegrafia, da comunicação via rádio e, finalmente, da telefonia. Porém, o crescente número de comunicações urbanas e interurbanas exigiram novas medidas que culminaram com o advento do sistema multipex, no qual será aqui explanado a guisa de iniciação apenas, a fim de fornecer os conhecimentos básicos essenciais, que permitir ao pessoal técnico um completo domínio desta tecnologia. Para melhor compreensão do que vem a ser um sistema multiplex, é necessário o prévio conhecimento de alguns elementos de telefonia relacionados com a ligação telefônica. 1.2 CARACTERÍSTICAS PRELIMINARES DE UMA LIGAÇÃO TELEFÔNICA

1.2.1 Som

O som se produz por vibrações mecânicas de freqüências perceptíveis pelo ouvido humano, num meio elétrico. Assim, se tivermos um pedaço de borracha distendido entre dois pontos, ao esticar e soltar a parte central, haverá uma vibração numa determinada freqüência, produzindo um som (fig. 1).



2

Fig. 1 – Vibração de um pedaço de borracha produzindo som. Nos meios gasosos, o som se propaga no sentido longitudinal, ou seja, na direção da vibração. Nos meios sólidos, o som se propaga no sentido longitudinal e transversal. 1.2.2 Voz

As cordas vocais do ser humano são capazes de produzir vibrações sonoras dentro de uma gama de 100 a 10000Hz. Cada som emitido é composto simultaneamente de vibrações de diversas freqüências, harmônicas de uma freqüência fundamental das coras vocais, razão principal da diferença entre a voz de um homem e uma mulher. Para o homem esta freqüente fundamental é de 125Hz e para a mulher é de 250Hz. Ao colocar a língua e os lábios em determinadas posições, obtém-se nas cavidades bucais e nasais ressonâncias que fazem destacar harmônicos, dentro de uma certa gama de freqüência, chamadas formativas, enquanto que acentua mais ou menos os harmônios de outras faixas de freqüências. Desta maneira são obtidos os sons vocais e consonantais, que em conjunto originam as sílabas, e estas as palavras. A potência média de voz de diversas pessoas pode variar dentro de amplos limites, sendo no entanto de um valor muito baixo: uma pessoa falando baixo produz 0,001 microwatt, falando normalmente 10 microwatts, e gritando 1 a 2 miliwatts. Outra característica importante da voz que deve ser lavada em conta, é que a maior parte da energia está concentrada nas baixas freqüências. 1.2.3 Ouvido

A gama de freqüência audíveis pelo ouvido humano vai desde 16Hz até 20000Hz, e o limite superior varia da pessoa, descrevendo com a velhice. Para que o som possa ser percebido pelos órgãos auditivos, tem que haver uma intensidade mínima que corresponde ao limite inferior de audibilidade. Este limite varia com a freqüência, sendo que o ouvido humano tem uma sensibilidade maior em 3000 Hz, decrescendo para freqüências mais baixas e mais altas. Em outras palavras, um determinado nível na freqüência de 3000Hz pode ser percebido pelo ouvido, enquanto que o mesmo nível 1000Hz não é percebido. Além disso, a percepção de variações de intensidade dos sons pelo ouvido não é linear com a intensidade do som, isto quer dizer: cada nível de um som, uma variação é percebida de maneira diversa.



3

1.3 FAIXA DE FREQUÊNCIAS UTILIZADAS Diversos estudos foram realizados para determinar qual a faixa de freqüências mais apropriada, sob o ponto de vista econômico e de qualidade, para as comunicações. Para fonia, foram basicamente levados em conta os seguintes fatores, resultantes das características da voz e do ouvido humano: intelegibilidade e energia da voz. A intelegibilidade é definida como o percentual de palavras perfeitamente reconhecidas numa conversação. Verificou-se que na faixa de 100 a 1500 HZ estava concentrada 90% de energia da voz humana, enquanto que na faixa acima de 1500 Hz estava concentrada 70% de intelegibilidade das palavras. Baseado num compromisso entre dois valores, foi escolhida a faixa de voz entre 300 e 3400 Hz para comunicações telefônicas, o que garante 85% intelegibilidade e 68% de energia da voz recebida pelo ouvinte. Para transmissão de música, no entanto, é necessária uma faixa bem maior, de 50 a 10000 Hz. 1.4 TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA ACÚSTICA EM ENERGIA ELÉTRICA A energia acústica produzida pela voz é transformada em energia elétrica por intermédio de um microfone. Nos aparelhos telefônicos, o microfone é uma cápsula de carvão, constituída basicamente de grânulos de carvão, limitados por uma membrana (Fig. 2), onde a aplicada uma diferença de potencial que faz circular uma corrente CC.

Fig. 2 – Transformação de energia acústica em elétrica Quando as vibrações sonoras incidem sobre a membrana, fazendo-a vibrar, este momento comprime mais ou menos os grânulos, diminuindo ou aumentando a resistência, com uma correspondente variação na corrente no mesmo ritmo das vibrações sonoras. Esta variação da corrente produz uma potência elétrica, que às



4

vezes é maior que a potência aplicada na vibração da membrana, fazendo com que a cápsula se comporte como um amplificador. A cápsula de carvão é o microfone mais barato, porem apresenta algumas restrições:

- Produz uma distorção maior que a dos outros microfones. - Tem uma sensibilidade que varia com a freqüência, atenuando muito as

baixas freqüências. 1.5 TRANSFORMAÇÕES DE ENERGIA ELÉTRICA EM ENERGIA ACÚSTICA

Para a transformação de energia elétrica em energia acústica, nos aparelhos telefônicos, utilizando-se cápsulas magnéticas e dinâmicas. A cápsula magnética é constituída , basicamente de um ímã permanente com duas peças polares, providas de bobinas, através das quais circula corrente CC; uma membrana metálica fecha o circuito magnético, e a força que atua sobre a mesma é proporcional ao quadrado da indução resultante (Fig. 3).

Fig. 3 – Transformação de energia elétrica em acústica (cápsula magnética) Nas cápsulas receptora dinâmicas, a bobina pela qual circula a corrente CC está unida a membrana, movendo-se num campo magnético cilíndrico (Fig. 4); a força que atua sobre a bobina e a membrana é proporcional a força do campo magnético permanente e a energia que passa pela bobina. Nos dois tipos de cápsulas receptoras conseguem-se características lineares para a faixa de freqüências de voz, bem como baixa distorção.



5

Fig. 4 – Transformações de energia elétrica em acústica (cápsula dinâmica)

1.6 LIGAÇÃO TELEFÔNICA ELEMENTAR

Após tomarmos contato com os fatores que têm influência numa ligação telefônica, podemos estabelecer uma comunicação entre duas pessoas quaisquer, utilizando dois aparelhos telefônicos interligados por um par de fios, em que a distância entre A e B é pequena (Fig. 5)

Fig. 5 – Ligação Telefônica elementar



6

Na realidade, o problema de conversão mantida a dois fios é um pouco mais complexo, pois o interlocutor em A deveria ter dois condutores ligando sua cápsula transmissora com a receptora de B, e vice-versa, conforme a fig. 6.

Fig 6 – Ligação telefônica elementar a 4 fios Como este tipo de ligação ficaria muito dispendiosa, pois teríamos o dobro de condutores, foi criado um dispositivo (transformador diferencial) a fim de fazer o acoplamento entre as cápsulas transmissora e receptora e a linha de dois condutores; este dispositivo é chamado artilocal. Portanto, a ligação apresentada na fig. 6 modifica-se para a fig. 7, que é a representação real da comunicação telefônica da fig. 5.

Fig. 7 – A mesma ligação da Fig. 6 utilizando-se 2 condutores.



7

1.7 CENTRAL TELEFÔNICA

A ligação telefônica apresentada no item anterior é a mais elementar, pois envolve somente a necessidade de comunicação entre duas pessoas. Se o interlocutor A deseja se comunicar com os outros três, conforme a fig. 8, verificamos que o número de condutores necessários triplica. Porém, se todos os quatro pontos desejam se comunicar entre si, o problema se torna mais sério (fig. 9).

Fig. 8 e 9 – Ligação telefônica. Como pode ser facilmente percebido, para um número muito grande de comunicações, a quantidade de condutores torna o sistema economicamente proibitivo. A fim de solucionar este problema, todos os interlocutores, chamados assinantes, estão ligados a um centro telefônico, onde é executada a interligação entre os assinantes que se desejam comunicar, operação esta chamada de comunicação telefônica (fig. 10).

Fig. 10 – Ligação telefônica utilizando um centro telefônico. É neste centro telefônico que se encontra o conjunto de equipamentos essenciais e acessórios a comunicação telefônica, designado de Central Telefônica.



8

A central Telefônica pode ser Local, Tandem, Interurbana e de Trânsito.

- Central telefônica Local é aquela para onde convergem as linhas de assinantes.

- Central Telefônica Tandem é aquela usada como o centro comutador

para o tráfego entre outras estações da mesma área local. Os circuitos que interligam os assinantes as Centrais Telefônicas Locais chamam-se linhas de assinantes. Aqueles que interligam as Centrais Telefônicas Locais e Tandem chamam-se linhas tronco.

- Central Telefônicas Interurbanas é aquela que interliga linhas de assinantes ao circuitos interurbanos. Quando, alem desta última função, a Central Telefônica Interurbana permite interligar circuitos interurbanos. Quando, além desta última função, a Central Telefônica Interurbana permite interligar circuitos interurbanos, chama-se Central Telefônica de Trânsito.

A fig. 11 apresenta a posição de todas as centrais descritas, bem como suas funções.



9

Fig, 11 – ligações telefônicas envolvendo diversas localidades

1.8 LIGAÇÃO TELEFÔNICA URBANA

Nas áreas urbanas os assinantes acham-se agrupados ao longo de ruas, avenidas, etc, sendo as ligações feitas por circuitos (pares de fios) que seguem a mesma rota e que podem ser economicamente reunidos em cabos de pares. Os condutores empregados nos pares de fios são geralmente de cobre, tendo diâmetro típicos em torno de 0,4 a 0,9mm. Cada condutor é recoberto, normalmente, por papel especial ou plástico (polietileno ou PVC) – cloreto de polivinil. Os pares assim isolados são todos enfeixados, sendo o feixe torcido de modo a diminuir a



10

capacitância entre os pares. Sobre este feixe é passada um fita de papel ou plástico, recebendo externamente uma capa de chumbo ou alumínio, dependendo do cabo. Os pares de fios são geralmente chamados pares simétricos. Embora estes cabos apresentem atenuação elevada por unidade de comprimento, para sinais de voz este fator não impede o seu uso devido a pequenas distância entre os assinantes e a Central Telefônica Local. Nas ligações telefônicas urbanas existem três maneiras de se completar uma conexão, de acordo com o sistema utilizado.

- Manual com bateria local. - Manual com bateria central. - Automático.

1.8.1 Ligação Telefônica Manual com Bateria Local

Neste sistema, a alimentação de cada aparelho telefônico é feita no local, através da pilha seca. O funcionamento deste sistema é o seguinte: 1º) O assinante aciona o magneto. 2º) O sinal assim gerado (20 Hz aproximadamente) aciona o dispositivo de sinalização da telefonista que deverá atendê-lo. 3º) O assinante solicita que a telefonista o interligue com o assinante desejado. 4º) A telefonista sinaliza, para o assinante solicitado, desde que o circuito correspondente ao mesmo esteja desocupado. 5º) Após o atendimento do assinante chamado, a telefonista estabelece a ligação entre dois assinantes, retirando-se do circuito e predispondo-se a atender novas chamadas. 6º) Ao encerrar a conversação entre os dois assinantes, estes devem repor o fone no gancho e sinalizar rapidamente com a finalidade de fazer ciente a telefonista do final da conversação. Esta desfaz a ligação e os circuitos estão preparados para nova chamada. 1.8.2 Ligação Telefônica Manual com Bateria Central

Neste sistema, a alimentação dos aparelhos telefônicos é centralizada na Central Telefônica Local. O funcionamento deste sistema é quase o mesmo do manual, com exceção da sinalização fornecida pelo assinante, pois basta que o assinante retire o fone do gancho, para que o dispositivo de sinalização seja acionado na mesa da telefonista.



11

A complementação é semelhante à anterior e, ao finalizar a conversão, os assinantes repõem os fones nos ganchos respectivos, o que provoca o acionamento do dispositivo de sinalização na mesa da telefonista que, desfaz a ligação e os circuitos estão prontos para nova chamada. 1.8.3 Ligação Telefônica Automática

Neste sistema, a alimentação dos aparelhos telefônicos também é centralizada na Central Telefônica Local. O funcionamento deste sistema é o seguinte: 1º) O assinante retira o fone do gancho e espera o ruído de discar. 2º) Após o ruído de discar no receptor, o assinante disca o número desejado. 3º) O número funciona para Central Telefônica como um código que opera determinados dispositivos e acessórios, de tal maneira que estabelece um elo de ligação entre o assinante chamador e o assinante cujo número foi discado. 4º) Após ter sido completado o elo, a estação central envia um sinal em torno de 17 a 25Hz para o assinante chamado, o que faz operar a campainha do seu aparelho telefônico. 5º) O assinante chamado retira o fone do gancho e inicia-se a conversão. 6º) Ao findar a conversão, os dois assinantes repõem nos respectivos fones nos ganchos, desfazendo o elo na Central Telefônica Local. 1.9 LIGAÇÃO TELEFÔNICA INTERURBANA

As ligações interurbanas envolvem cidades diferentes e até países diferentes (ligações interurbanas internacionais). Para uma ligação interurbana, o assinante deve atingir a central Telefônica Local da maneira como foi explicado no item anterior. Da Central Telefônica Local, o assinante poderá alcançar a Central Telefônica Interurbana das seguintes maneiras:

• Manual - a telefonista ligará • Automático – o simples discar de um código o colocará na Central Telefônica

Interurbana.

Ligações entre Centrais Interurbanas põem ser feitas das seguintes maneiras: 1.9.1 Ligação Manual

Neste tipo são necessárias duas telefonistas, uma em cada cidade distante.



12

De acordo com o método utilizado para se estabelecer o circuito interurbano ou internacional, temos dois processos de ligação manual: a) “Ring Down” (fig. 12). Neste processo a telefonista de origem envia, através de uma chave de mesa IU, um sinal especial chamando a localidade de destino. Na mesa IU distante este sinal faz soar uma capainha (“Ring”), e cair (“Down”) uma lâmina que indica a origem da chamada. A telefonista de destino atende recebendo da operadora de origem as informações a ser alcançado. As duas telefonistas completam estão o elo interurbano ou internacional entre os assinantes de origem e de destino. Este tipo de ligação ocorre quando as Centrais Telefônicas Locais não estão preparadas para se interligarem com as Centras Telefônicas Interurbanas Automáticas, bem como as mesas IU não tem possibilidades desta ligação. Neste caso as mesas IU estão conectadas entre si direta e constantemente pelo meio de transmissão interurbano. Mesa IU (mesa interurbana) é o equipamento onde a telefonista recebe as chamadas da Central Telefônica Local selecionado o circuito interurbano para a cidade onde o assinante deseja se comunicar. b) ODO – Operando Disca Operadora (fig. 12b) Neste processo a telefonista de origem se interliga com a de destino automaticamente discando informações numéricas que possibilitam alcançar a mesa IU distante. Do mesmo modo que para a ligação telefônica automática urbana, os números discados funcionam para a Central Interurbana Automática como um código que opera determinados dispositivos e acessórios, de tal maneira que estabelece um elo de ligação entre a telefonista de origem e a de destino. O restante do progresso se efetua como na ligação “Ring Down”. Este tipo de ligação ocorre quando as Centrais Telefônicas Locais não estão preparadas para se interligarem com as Centrais Interurbanas Automáticas, porém as mesas IU possuem esta facilidade.



13

1.9.2 Ligação Semi-Automática

Neste tipo é necessária apenas uma telefonista. De acordo com a localização da mesa IU, na origem ou no destino, temos dois processos semi-automáticos: a) ODD – Operadora Disca á Distância (fig. 12c) Neste processo o assinante de origem alcança automaticamente o assinante de destino. Este tipo de ligação ocorre quando, na localidade de origem, a Central Telefônica Local, preparada para se interligar com as Centrais Interurbanas Automáticas, porém a mesa IU possui facilidade. Na localidade de destino a Central Telefônica Local está conectada a Central Interurbana Automática. b) DDO – Discagem Direta à Operadora (fig. 12d) Neste processo a telefonista de origem se interliga com a de destino automaticamente a telefonista de destino. Este tipo de ligação ocorre quando, na localidade de origem, a Central Telefônica Local está conectada à Central Interurbana Automática, enquanto que na localidade de destino a Central telefônica Local não está preparada para se interligar com as Centrais Interurbanas Automáticas, porém na mesa IU possui esta facilidade. Observação: Operacionalmente, qualquer ligação que necessite a intervenção da telefonista pode ser realizada de duas maneiras: I – Método CLR (Combinação de Linha e Regional): a telefonista mantém o assinante de origem na linha enquanto efetua a ligação para a telefonista ou assinante de destino. II – Método Demorado: a telefonista anota as informações dadas pelo assinantes de origem e desfaz a ligação. Após efetuar a conexão com a telefonista ou assinante de destino, chama o assinante de origem, completando a ligação interurbana. O método CLR é mais rápido quando os circuitos interurbanos não estão todos ocupados, porém a telefonista não pode conformar a intensidade do assinante de origem. O segundo método permite a confirmação da identidade do assinante de origem, além de impedir que o mesmo fique aguardando a ligação no caso dos circuitos interurbanos estarem todos ocupados.



14

1.10 LIGAÇÃO AUTOMÁTICA OU DDD – DISCAGEM DIRETA À DISTÂNCIA

Neste tipo não é necessário a intervenção de nenhuma telefonista, pois o assinante de origem alcança automaticamente o assinante de destino. Este tipo de ligação ocorre quando as Centrais Telefônicas Locais, da origem a de destino estão conectadas, respectivamente, a Centrais Interurbanas Automáticas. É importante observar que, uma determinada localidade pode adotar um processo para as ligações interurbanas originadas na mesma (ligações saintes), tendo um segundo processo para as ligações interurbanas destinadas a mesma (ligações entrantes). Estas operações dependem somente das facilidades instaladas entre as Centrais Telefônicas Local e Interurbana. Assim, podemos ter DDD para as ligações saintes e DDO para as entrantes numa determinada localidade. Em outra é possível ter ODD para as ligações saintes e DDD para as entrantes. Como podemos verificar pela Fig. 12, as centrais Interurbanas Manuais ou Automáticas das localidades de origem e destino estão conectadas aos respectivos equipamentos multiplex. Estes, por sua vez, estão interligados entre si por um meio de transmissão, cujos principais tipos utilizados pelo multiplex serão apresentados nos próximos módulos.

Fig. 12



15

1. CONCEITOS BÁSICOS DE MULTIPLEXAÇÃO

2.1 MODOS DE OPERAÇÃO DE UM MEIO DE TRANSMISSÃO

Um meio qualquer de transmissão pode ser operado de 3 modos: simplex, semiduplex e duplex. No modo simplex interessa apenas transmitir uma informação de A para B (transmissão unidirecional). No modo semi duplex interessa não só transmitir informação de A para B, como de B para A, porém num sentido de cada vez (transmissão bidirecional alternada). A Fig. 01 exemplifica melhor estes modos de operação.

Fig. 01 – Modos de operação 2.2 CANAL E CIRCUITO

Canal é o conjunto de recursos técnicos que permitem a transmissão de um ponto A para um ponto B. como verificamos, este conceito é o de uma ligação unidirecional. Na prática, entretanto, na maioria das utilizações, como por exemplo, numa ligação telefônica, o que mais interessa é permitir que A converse com B, isto é, deve haver recursos tanto para transmitir informações de A para B, quanto de B para A. Em outras palavras, deve ser provido tanto um canal de ida (para transmitir de A para B), quanto um canal de retorno (para transmitir de B para A). O conjunto canal de ida e canal de retorno é denominado de circuito. A Fig. 02 exemplifica ambos os conceitos: o conceito composto pela cápsula transmissora de A, o par de fios e a cápsula receptora de B, compõem o canal de ida. A cápsula transmissora de B, o par de fios e a cápsula receptora de A, compõem o canal de volta. Os dois canais em conjunto formam o circuito telefônico AB.



16

Fig. 02 – Ligação telefônica utilizando dispositivo antilocal.

Como verificamos, um canal só pode ser operado de modo simplex, enquanto que um circuito admite tanto a operação semiduplex, como a duplex. 2.3 CIRCUITO A 2 FIOS E A 4 FIOS

As linhas telefônicas urbanas formadas por pares de fios metálicos, permitem transmissão nos dois sentidos porque não possuem componentes unidirecionais em sua composição. O mesmo par de fios pode funcionar como canal de ida e canal de retorno e o circuito, por empregar apenas o par de fios, é chamado de circuito a 2 fios. (Fig. 02). As vias interurbanas, devido à sua grande extensão, exigem a introdução de amplificadores para compensar a atenuação do sinal no percurso e, como estes componentes são unidirecionais (só permitem a passagem do sinal num sentido), o canal de ida e o canal de retorno têm obrigatoriamente de ser individualizados. Devido a isto, o circuito neste caso apresenta 4 terminais de cada lado, sendo chamado circuito a 4 fios (Fig. 03).

Fig. 03 – Circuitos a 4 fios



17

É possível, entretanto, mediante o emprego de um dispositivo chamado híbrida, fazer a conversão de montagem a 4 fios para a montagem a 2 fios, dessa forma podendo-se ligar a via interurbana à via urbana (Fig. 04)

Fig. 04 – Ligação interurbana. A híbrida, cuja representação está feita na Fig. 05, permite a circulação da informação, conforme a indicação das setas.

Fig. 05 - Híbrida

Para todos os efeitos, um circuito a 2 fios, com extensão interurbana a 4 fios, adaptada por meio de uma híbrida, apresenta as mesmas características que um circuito a 2 fios. Como os circuitos interurbanos são aqueles que envolvem os sistemas multiplex, os circuitos utilizados por esse sistema são os a 4 fios, sendo compostos por um canal de ida e um canal de volta.



18

2.4 CONCEITO DE MULTIPLEXAÇÃO

Se um circuito utilizando um par de condutores, permite que duas pessoas possam estabelecer um diálogo sem problemas, vejamos o que poderia ocorrer se colocássemos, num mesmo meio de transmissão, quatro circuitos telefônicos (Fig. 6).

Fig. 06 – Ligação telefônica de 4 assinantes Percebe-se pela simples observação da figura que, se os quatro assinantes tirassem o telefone do gancho ao mesmo tempo, todos ouviram a conversa dos outros, sendo difícil entabular uma comunicação sem ser perturbado. Quanto maior o número de circuitos telefônicos utilizando o mesmo meio, maior seria o problema (Fig. 07). Pelo exposto, verificamos que, quando são transmitidos vários circuitos telefônicos entre dois pontos A e B, utilizando um meio de transmissão comum (par de condutores, radioenlace, etc.), há necessidade da utilização de uma técnica que possibilite a comunicação sem interferência entre os circuitos, e que permita a identificação entre eles, essa técnica é conhecida como multiplexação. Como já foi anteriormente informado, a multiplexação utiliza circuitos a 4 fios, em que são empregados canais de ida e de volta.



19

Fig. 07 – Ligação telefônica de 8 assinantes. Na Fig. 08 temos do lado A a multiplexação, onde unimos vários canais 1A, 2A ... nA, e transmitimos os mesmos de A para B, através de um par de fios (de B para A o processo é idêntico). No lado B temos a demultiplexação, ou seja, identificação e separação dos canais transmitidos de A e B.

Fig. 08 – Ligação telefônica através do multiplex. Se forem transmitidas diversas informações, conforme indica a Fig. 08 estas serão identificadas perfeitamente e separadas sem que haja interferência entre as



20

mesmas. Como verificamos, a multiplexação é uma técnica de grande utilização para que se possa, racionalmente, aproveitar um meio de transmissão. 2.5 TIPOS DE MULTIPLEXAÇÃO

Atualmente são utilizados diversos tipos de multiplexação os quais estão divididos em dois grupos, de acordo com a técnica utilizada: TÉCNICA DIGITAL A multiplexação que utiliza esta tecnologia é chamada multiplexação por divisão de tempo (TDM – “Time Division Multiplex”) e será apresentada em outro objetivo. TÉCNICA ANALÓGICA A multiplexação que utiliza esta tecnologia é chamada multiplexação por divisão de freqüência (FDM – “Frequency Division Multiplex”), que será por nós tratada de mux. 2. MEIOS DE TRANSMISSÃO UTILIZADOS PELO MULTIPLEX

A escolha do meio de transmissão a ser utilizada num sistema multiplex é, primordialmente, baseado no número de canais a serem transmitidos, porém a distância entre os pontos que desejam se comunicar, as dificuldades geográficas entre os mesmos, bem como a confiabilidade e qualidade desejadas para o sistema, também irão ditar qual o processo mais econômico a ser utilizado. Os meios de transmissão basicamente não alteram o equipamento multiplex, sendo divididos em dois grupos, conforme a propagação do sinal seja no espaço ou num meio físico:

- Sistemas de transmissão via rádio. - Sistemas de transmissão via linha física.



21

3.1 SISTEMAS DE TRANSMISSÃO VIA RÁDIO

A Fig. 09 apresenta a configuração básica da ligação entre duas localidades feitas por meio de um sistema rádio, onde está indicada como é realizada a conexão entre a Estação Multiplex a Estação Rádio.

Fig. 09 – Ligação via rádio A Estação Rádio é composta basicamente por um transmissor e um receptor, chamado transceptor, por um modulador e um demodulador, chamado MODEM, e pelas antenas de transmissão e recepção. Um transmissor de rádio pode ser encarado como um elemento que provoca continuamente, através de uma antena; uma perturbação eletromagnética, de forma localizada, que se propaga no espaço, em todas as direções, atenuando-se com a distância. Uma antena receptora pode sentir estas perturbações e, se estiver ligada a um equipamento conveniente (receptor), haverá recepção dos sinais daquele transmissor. Vejamos como o sinal multiplex, que neste caso é a informação que desejamos enviar, é processado pelo rádio. Inicialmente, quando o transmissor é colocado em funcionamento, envia para o espaço ondas eletromagnéticas de freqüência fixa, fazendo com que um receptor sintonizado nesta freqüência, apenas saiba que o transmissor está no ar. No entanto, se variarmos uma característica da onda gerada pelo transmissor, na recepção é possível detectar estas variações impressas na onda original. Esta onda original é chamada de portadora ou rádio-freqüência e serve apenas para estabelecer o contato, através do espaço, entre o transmissor e o receptor.



22

O sinal que representa a informação e que variará uma característica da onda portadora, se chama onda moduladora, que será o nosso sinal mux. Ao processo de variação de uma característica da onda portadora de acordo com o sinal elétrico da informação, chamamos de modulação. A variação da amplitude da onda portadora constitui o método denominado modulação em amplitude (AM) e, para a variação da freqüência da onda portadora, teremos a modulação em freqüência (FM). Do lado da transmissão, o equipamento que produz a modulação chama-se modulador e normalmente está junto ao transmissor. Do lado da recepção, o equipamento que sente as variações da portadora e recupera a informação chama-se demodulador, estando normalmente junto do receptor. Deste modo, na localidade A, ao enviarmos o sinal multiplex para a Estação Rádio, esta informação é processada pelo modulador-transmissor, fazendo com que tenhamos uma onda portadora modulada na antena transmissora. Esta onda é captada pela antena receptora da Estação de Rádio da localidade B, sendo processada pelo receptor-demodulador, regenerando-se a informação original da localidade de A, que é então entregue ao multiplex de B. A rádio-frequência (onda portadora) utilizada para a transmissão de informação da localidade A para B, chamamos de canal de RF (canal de rádio-frequência). Como este processo é unidirecional, para transmitirmos na direção inversa, isto é, a informação de B para A, será necessário um outro canal de RF. As estações Rádio de A e B são chamadas de estações terminais. Quando existem obstáculos físicos que atrapalham a propagação das ondas no espaço, ou quando este sinal está demasiadamente enfraquecido devido às características de programação, utilizam-se estações intermediárias ao longo das rotas de rádio, chamadas estações receptoras, a fim de regenerar ou retransmitir as ondas. Ao conjunto de estações repetidoras, chamamos de tronco de rádio. É importante observar que num tronco de rádio podemos ter mais de um canal de RF em cada direção. Geralmente, nos sistemas de alta confiabilidade, temos um canal de RF para transmitir as informações, chamado principal, e um outro em paralelo para substituir o principal em caso de falhas chamado de proteção. As ondas eletromagnéticas propagam-se de maneiras diferentes, dependendo da freqüência emitida pelo transmissor. Devido a isto, os sistemas rádio são classificados internacionalmente de acordo com as faixas de freqüências utilizadas e que estão apresentadas na tabela a seguir, onde são indicados alguns serviços que empregam estes sistemas. Como os sistemas de telecomunicações utilizam principalmente freqüências a partir de HF, há interesse no estudo dessas propagações. Vamos então analisar de



23

forma bem simples, os princípios básicos de propagações dos sistemas rádio empregados pelo multiplex.

TABELA I - CLASSIFICAÇÃO DE SISTEMAS RÁDIO

FAIXA DE FREQUÊNCIA

DESIGNAÇÃO TÉCNICA

DESIGNAÇÃO LEIGA EXEMPLOS DE UTILIZAÇÃO

300 Hz a

3000 Hz

E.L.F.

Ondas Muito Longas

3 KHz a

30 KHz

V.L.F.

Ondas Extremamente Longas

Comunicações para

submarinos, para escavações de minas

etc.

30 KHz a

300 KHz

L.F.

Ondas Longas

300 KHz a

3000 KHz

M.F.

Ondas Médias

Auxílio a navegação

aérea, serviços marítimos, radiodifusão

local.

3 MHz a

30 MHz

H.F

Ondas Tropicais

Ondas Curtas

Radiodifusão local e distante, serviços

marítimos (Estações Costeiras)

30 MHz a

300 MHz

V.H.F.

300 MHz a

3000 MHz

U.H.F.

Transmissão de TV, sistemas comerciais e

particulares de comunicação, serviços de segurança pública

(polícia, bombeiros etc.) 3 GHz

a 30 GHz

S.H.F.

Microondas

30 GHz a

300 GHz

E.H.F.

Comunicação pública a longa distância:

sistemas interurbanos e internacional em radiovisibilidade,

tropodifusão e satélite.

E.L.F. - Extremely Low Frequency V.L.F. - Very Low Frequency L.F. - Low Freequency M.F. - Medium Frequency H.C. - High Frequency V.H.F. - Very High Frequency U.H.F. - Ultra High Frequency S.H.F - Super High Frequency E.H.F. - Extremely High Frequency



24

3.1.1 Sistemas de rádio HF

A Fig.10 apresenta uma antena de rádio HF emitindo ondas esféricas e concêntricas. As partes inferiores das ondas se propagam junto à superfície da Terra (onda terrestre), acompanhando a curvatura desta e perdendo energia rapidamente com a distância, por absorção no terreno. As partes superiores da onda se expandem para o espaço e, numa altura de 80 a 150 km, encontram uma das principais camadas da atmosfera terrestre, chamada ionosfera. Nestas alturas, a atmosfera é tão rarefeita, que as moléculas dos gases estão bem mais afastadas umas das outras do que nas menores alturas. A energia solar, principalmente na forma de raios ultravioletas, incidindo sobre essas moléculas, arrastam seus elétrons, transformando em íons positivos. Desta maneira, nestas alturas formam-se camadas de íons e de elétrons livres, determinando o nome de ionosfera. Dependendo da concentração dos elétrons formados, a ionosfera apresenta índices de refração diferentes das camadas mais baixas, encurvando e mudando de direção as ondas de rádio que nela penetram de baixo para cima. Esta mudança de direção é tal que faz as ondas retornarem para a Terra como se “refletissem” na ionosfera. O fenômeno, na realidade, e de refração ionosférica (por mudança de índice de refração) mas comumente se diz “reflexão ionosférica”, quando se refere apenas ao efeito do retorno da onda. Esta onda que retorna é chamada onda celeste; pode se refletir novamente na superfície terrestre, repetindo o fenômeno da refração ionosférica e, através de vários “pulos”, atingir grandes distâncias.

Fig. 10 – Transmissão em HF



25

Este mecanismo de propagação não é confiável nem de boa qualidade porque, sendo a energia solar incidente na alta atmosfera de intensidade variável, os índices de refração na ionosfera são instáveis, fazendo com que a onda celeste tenha também intensidade variável. Quando ocorrem grandes perturbações solares, estas provocam tempestades magnéticas que, atingindo a ionosfera, modificam os índices de refração de tal maneira, fazendo com que as ondas não sejam mais refratadas de volta para a Terra. Nesta situação interrompem-se as comunicações. Os sistemas rádio HF utilizadas pelo multiplex possuem uma capacidade máxima de 8 canais telefônicos, sendo empregados para as ligações internacionais de longa distância, sem estações repetidoras. 3.1.2 Sistema de rádio VHF/UHF

Passando-se a transmissão para freqüências mais elevadas, nas faixas de VHF (30 MHz a 300 MHz) e UHF baixa (300 MHz a 900 MHz), a experiência mostra que a ionosfera é transparente a essas freqüências, não as refratando mais de volta para a Terra. Além disso, nessas freqüências, as ondas de rádio começam a se comportar como ondas de luz, isto é, propagam-se em linha reta, refletem-se em obstáculos, podem ser focalizados por antenas convenientes. Na Fig. 11 está exemplificado o que falamos: a parte das ondas que vai para cima atravessa a ionosfera e se perde no espaço. A parte da onda que se irradia junto a superfície terrestre é útil até o horizonte, ou seja, até uma distância de mais ou menos 80 a 100 do ponto de transmissão. Daí em diante a onda se afasta da Terra, perdendo-se no espaço exterior.

Fig. 11 – Propagação VHF/UHF



26

Podemos imaginar que a antena transmissora ilumina diretamente a antena receptora que, por sua vez deve estar quase ao alcance visual. Por isso este mecanismo de propagação também se chama em linha de visão ou visada direta. Este tipo de transmissão é utilizada em serviço que exige alta confiabilidade a distância menores que em HF, podendo alcançar até 200 km se forem empregadas duas a quatro estações repetidoras. Para distância maiores, a qualidade se deteriora rapidamente. Os sistemas rádio VHF/UHF utilizados pelo multiplex são empregados nas comunicações interurbanas estaduais, tendo média capacidade (12, 24 ou 60 canais). 3.1.3 Sistemas de rádio-microondas em visibilidade

Subindo mais ainda a frequência, chegamos na região de microondas (900 MHz a 30000 MHz). Nestas freqüências as ondas de rádio se comportam praticamente como ondas de luz, podem ser focalizadas como em grandes lanternas e se propagam em linha reta, como mostra a Fig. 12. O rádio transmissor está ligado a antena por um condutor especial, chamado guia de onda, estando fixada, juntamente com o refletor, numa torre. A antena se comporta como a lâmpada de uma lanterna e o refletor focaliza as ondas de rádio para a sua frente. Devido a sua forma o refletor chama-se refletor parabólico ou parábola. As microondas focalizadas pela parábola transmissora incidem diretamente sobre a parábola receptora que, por sua vez, focaliza as ondas no seu ponto central, onde está a antena receptora. Dessa antena as ondas são levadas por um guia de onda até o rádio receptor. Cada antena de microondas com sua respectiva parábola, geralmente, serve para transmitir e/ou receber mais um canal de RF.

Fig. 12 – Utilização de refletores parabólicos em microondas.



27

Vemos, portanto, que nenhum obstáculo pode interceptar o feixe de microondas entre duas antenas. Por isso as torres são normalmente colocadas em pontos elevados (morros, edifícios) e estão distanciadas no máximo de 50 a 60 km, ao longo da rota de transmissão, a fim de regenerar o sinal de radiofreqüência enfraquecido devido as perdas na propagação. Esta propagação também se denomina visada direta ou radiovisibilidade.

Fig. 13 – Tronco de microondas

Assim, através de repetições sucessivas, o sinal de microondas sai da estação terminal da localidade de destino, conforme mostra a Fig. 13. A este tronco de rádio chamamos, comumente, de tronco de microondas. Os sistemas de rádio-microondas em visibilidade são de alta qualidade e confiabilidade, sendo utilizados pelo multiplex para ligações interurbanas a longa distância, possuindo capacidades típicas de 120, 300, 600, 960, 1800 e 2700 canais telefônicos. 3.1.4 Sistemas de rádio-tropodifusão

Para estender os sistemas de telecomunicação às regiões inóspitas, sem vias de fácil acesso, o que tornaria muito difícil a manutenção das estações repetidoras, utiliza-se um outro sistema de propagação chamado tropodifusão. É também um sistema de microondas mas que não utiliza a visada direta, empregando propriedades da troposfera de difundir as ondas de rádio de alta freqüência. A troposfera é uma camada da atmosfera que se situa entre 3 e 12 km de altitude,apresentando não homogeneidades de índices de refração, como se fossem nuvens invisíveis, que fazem um espalhamento em todas as direções de uma onda



28

de rádio incidente nessas freqüências. Este espalhamento se dá a uma altura de aproximadamente 10 km. Nas alturas próximas a 10 km, a atmosfera já é algo rarefeita e estável, pois não há mais as influências climáticas da baixa atmosfera. Assim, estas “bolhas” de índices de refração diferentes permanecem estáveis e não dependem da energia solar para a sua formação, pois não se tratam de “bolhas ionizadas”. Desta forma, o espalhamento troposférico das ondas de rádio é um fenômeno estável, o que possibilita comunicação com boa confiabilidade. O sistema consta, basicamente, de um transmissor na faixa de 1 a 2 GHz de potência elevada, entre 1 e 2 kW, e uma antena parabólica, que pode ser de grades dimensões, apontada para o horizonte na direção em que se deseja a transmissão. O feixe de microondas tangenciando a Terra incide na troposfera, onde é difundido. Uma outra antena receptora de iguais dimensões, situada cerca de 300 km de distâncias, capta este sinal difundido que chega muito fraco ao destino (Fig. 14). O processo é semelhante ao espelhamento da luz de holofotes anti-aéreos que incide nas nuvens, sendo percebida na superfície terrestre.

Fig. 14 – Sistema de rádio tropo difusão Como o sinal difundido na troposfera chega ao receptor com muito baixa intensidade; esta deficiência limitará a capacidade de canalização desses sistemas, que normalmente é de 120 e no máximo de 300 canais telefônicos. Os sistemas de tropodifusão cobrem grandes distâncias sem necessidade de estações repetidoras (300 a 400 km), sendo empregados principalmente em ligações interurbanas em regiões inóspitas, tal como a Amazônia no Brasil.



29

3.1.5 Sistemas rádio-satélite

Para as comunicações transoceânicas de alta confiabilidade e qualidade, são empregados os sistemas de rádio-satélite que são mais econômicos que os cabos submarinos. Estes sistemas utilizam como repetidora um satélite artificial em órbita geoestacionária, isto é, que tem um movimento de translação ao redor da Terra de modo a ter a mesma velocidade angular que o planeta, permanecendo estacionário a 36000 km de altura. Isto ocorre porque nesta órbita do satélite e gravidade é equilibrada pela força centrípeta. Neste caso o satélite denomina-se síncrono. Neste satélites são instalados pequenos receptores e transmissores que, basicamente, recebem, ampliam e reenviam os sinais para a Terra, cobrindo praticamente um hemisfério. Como três satélites síncronos, colocados a 120° em relação ao centro da Terra, pode-se cobrir todo o planeta. Os países que se comunicam por este Processo dispõem de estações terminais, chamadas de estações terrenas, que operam em microondas, na faixa de 4 a 6 GHz. Os transmissores são de potência elevada e os receptores são de alta qualidade, possuindo amplificadores especiais (amplificadores paramétricos). As antenas que focalizam as ondas de rádio em feixes muito fino, para concentrar toda a potência devido a distância, normalmente são de grandes dimensões, permanecendo apontadas para os satélites por processos automáticos. Ao receber o sinal de uma das estações terrenas, o satélite amplifica e devolve para a Terra, incidindo em todas as estações terrenas que focalizam este satélite, porém somente o país para o qual se destina a comunicação poderá utilizá-la. Assim, o satélite é uma repetidora de alta qualidade com acesso múltiplo por vários países. 3.1.6 Sistemas rádio em EHF

Como nessa faixa de freqüência a onda de rádio sofre grandes perturbações devidas, principalmente à condições atmosféricas no espaço livre, estes sistemas rádios utilizam como meio de propagação guias de ondas. São condutores especiais e ocos, de diversos tipos de seção reta (circular, elíptica, etc.), que guiam internamente as ondas de rádio. Estes sistemas são de altíssima capacidade (500000 canais telefônicos) e estão em fase de desenvolvimento.



30

3.2 SISTEMAS DE TRANSMISSÃO VIA LINHA FÍSICA

Ao contrário dos sistemas via rádio onde foi necessário processar o sinal multiplex, convertendo-o em ondas eletromagnéticas, a fim de ser possível a sua propagação no espaço, nos sistemas via linha física o sinal impresso neste meio é o próprio sinal mutiplex. As linhas físicas utilizadas para comunicações podem ser divididas em dois grupos, conforme a sua construção mecânica: linhas bifilares e linhas coaxiais. As linhas bifilares são construídas mecanicamente por dois condutores idênticos e paralelos, geralmente de cobre ou alumínio, separados por um material não condutor, que pode ser papel, plástico ou ar (Fig. 15). As linhas coaxiais são construídas mecanicamente por um condutor interno, envolto por um outro externo de forma cilíndrica, separadas por um material isolante. Os condutores são geralmente de cobre, sendo o material isolante de polietileno maciço ou discos do mesmo material (Fig. 15). No primeiro grupo temos os pares de fios que compõem os cabos de pares, as linhas abertas e as linhas de transmissão de energia elétrica. No segundo grupo temos os cabos coaxiais terrestres e os cabos coaxiais submarinos. 3.2.1 Pares de Fios

Como já vimos anteriormente, os pares de fios têm sua maior aplicação na transmissão dos sinais de voz entre o telefone e a Central Telefônica Local (quando compõem os cabos de assinantes) ou entre a Central Telefônica Local e outra Local ou Central Tandem (quando compõem os cabos de linhas tronco).

Fig. 15 – Linhas físicas para comunicações



31

Entretanto, quando os pares de um cabo de assinantes ou de um cabo de linhas tronco estão todos ocupados, porém necessitamos de mais pares, a capacidade de transmissão deste cabo pode ser ampliada pelo uso do multiplex com capacidade variando desde 12 canais (usados em linhas de assinantes), até 120 canais (usados em linhas tronco). Os primeiros, denominados “carrier de assinantes” são muito utilizados em regiões limítrofes de pequenas cidades, onde um mesmo cabo de pares serve sítios, casas de campo ou mesmo fazendas, visto que a instalação de novo cabo é muito onerosa, normalmente pela sua grande extensão como geralmente é o caso. O sistema de transmissão sobre par de fios é normalmente composto pelo equipamento multiplex das Centrais Telefônicas Local e Tandem, e por repetidores de linha. No caso do “carrier” de assinante existe também o equipamento multiplex junto a cada assinante (Fig. 16). Os repetidores de linha, à semelhança das estações repetidoras de rádio, têm a finalidade de compensar principalmente a atenuação que o sistema multiplex sofre ao se transmitir através do par de fios. Esta atenuação, para as faixas de frequência utilizadas pelo multiplex, é muito maior que a atenuação para a faixa de voz no mesmo par. Como podemos ver pela Fig. 16, o repetidor de linha é basicamente composto por 2 híbridas e 2 amplificadores, para permitir a amplificação do sinal nas duas direções, visto que o par simétrico é um circuito a 2 fios. Para se ter uma idéia prática da distância entre os repetidores de linha, um par de fios cujo diâmetro do condutor é de 0,91 mm (19 AWG) e que é empregado num cabo de linhas tronco necessita de repetidores de 10 em 10 km para transmitir 12 canais. Como as características de transmissão dos pares de um cabo sofrem grandes influências do meio externo, a instalação deste cabo é de grande importância. Conforme a instalação os cabos de pares classificados em:

- Cabos Aéreos - Cabos em Dutos - Cabos Diretamente (enterrados)



32

Fig. 16 – Sistemas de transmissão sobre par simétrico Os cabos aéreos são instalados em postes e, dado o seu peso, são sustentados longitudinalmente por um fio de aço, chamado cabo mensageiro ou simplesmente mensageiro. Desta forma ele não se deforma sob a ação do seu próprio peso, evitando variações em suas características. Por serem blindados, podem admitir injeção interna de ar, caracterizando a pressurização, o que evita a entrada de umidade. O aterramento elétrico da carcaça desses cabos é importante para que não sofram a influência de ruídos externos ou ação de descargas atmosféricas. Os cabos passados em dutos são mais protegidos pois correm no subsolo. Aqui é mais importante o aspecto da pressurização devido a presença direta da água. Os cabos diretamente enterrados são especialmente protegidos contra a ação direta das águas, ácidos presentes no subsolo e mesmo contra a ação de organismos que atacam sua proteção. De todos esses tipos, o cabo aéreo apresenta maior facilidade de manutenção, enquanto que o cabo de dutos, maior estabilidade de característica de transmissão. 3.2.2 Linhas Abertas

As linhas abertas são linhas bifilares em que o material isolante (dialétrico) é o ar, e os condutores utilizados geralmente são de cobre. Os sistemas de linhas abertas são montados sobre isoladores, colocados em postes que, além de permitirem a fixação e isolamento, garantem o espaçamento entre os fios de cada par, bem como a distância entre os pares, mantendo inalteradas



33

as características de transmissão ao longo da linha. Desde modo, num mesmo poste podem passar diversos sistemas em linha aberta. A distância entre os postes é normalmente de 50 m, se por circunstâncias especiais não for necessária outra medida. Na construção de linhas que sofram esforços mecânicos maiores, usam-se fios com alma de aço recoberta de cobre, ou no caso de linhas de menor importância, fios de ferro galvanizado. Devido as características de construção, bem como o diâmetro dos condutores empregados, as linhas abertas oferecem uma atenuação muito menor, mesmo em freqüências mais elevadas, que o par simétrico. Daí a sua utilização, algumas vezes, para ligações interurbanas em frequência de voz, porém o seu maior emprego é como meio de transmissão multiplex, quando toma o nome consagrado de transmissão por ondas portadoras. Um sistema de transmissão por ondas portadoras é basicamente composto pelos equipamentos multiplex terminais e por receptores de linha que, dependendo do modo de transmissão do meio, podem ser 2 ou a 4 fios. Estes repetidores têm a mesma função que aqueles utilizados nos sistemas de par simétrico. Entretanto, como as linhas abertas apresentam pequena atenuação por unidade de comprimento, o espaçamento entre os repetidores é muito maior que aquele para o par simétrico. Por exemplo, um sistema de ondas portadoras para 12 canais telefônicos, que utiliza condutores com diâmetros de 2,60 mm, só necessita repetidores de 100 em 100 km. No entanto, devido ao fato dos sistemas de linha aberta correrem em paralelo por longas distâncias, pode haver um acoplamento magnético ou mesmo elétrico entre os fios de pares diferentes, através das indutâncias mútuas. Isto causará uma perturbação elétrica entre os sistemas paralelos, chamada diafonia. Esta perturbação é caracterizada pelo aparecimento de uma parcela do sinal de um sistema no outro paralelo, aumentando a medida que cresce a freqüência do sinal perturbador, o que limita a capacidade de canalização das linhas abertas. Além disso, os sistemas de linha aberta são sujeitos as intempéries, isto é, suas características ficam expostas as variações de temperatura e umidade. Outros fatores que limitam o emprego desse meio são: roubo dos fios de cobre (material bastante caro), apodrecimento dos postes (quando são de eucalipto) e quebra de galhos ou árvores sobre os fios, provocando interrupção ou degradação da qualidade. Estes sistemas são normalmente utilizados em regiões muito montanhosas e acidentadas, onde uma ligação rádio em VHF/UHF exigiria muitos repetidores, dado o seu caráter de operação em visibilidade. Finalmente, estes sistemas são de baixa capacidade, normalmente 3 ou 12 canais.



34

3.2.3 Linhas de Transmissão de Energia Elétrica

As linhas de transmissão de energia elétrica de qualquer tensão podem ser empregadas como meio de transmissão de multiplex. Entretanto, somente aquelas que operam com tensões acima de 33 KV são utilizadas, visto que as tensões mais baixas possuem um número muito grande de ramificações para a distribuição de energia elétrica, obrigando o uso de uma quantidade muito grande de equipamentos o que as torna economicamente inviáveis. Estas linhas se comportam basicamente como linhas abertas, em que os condutores empregados têm um diâmetro muito maior, o que faz com que as atenuações por unidade de comprimento sejam ainda mais baixas que aquelas das linhas abertas. Por exemplo, num sistema, de transmissão de energia elétrica de 200 KV, num sistema de ondas portadoras de 12 canais só necessita um repetidor de linha a cada 300 km. No entanto, existe uma serie de fatores que limita o seu emprego: comparada com o par de fios e com a linha aberta, a linha de transmissão de energia elétrica tem um nível de ruído consideravelmente, maior, devido principalmente as descargas atmosféricas e mudanças bruscas de carga. Além disso, como as linhas são de alta tensão, ocorrem interferências devido ao fenômeno de corona e as correntes intermitentes de perda nos isoladores, quando o tempo está úmido. Outro fator importante é que as características de transmissão de energia elétrica são muito variáveis ao longo da linha. Devido a estes fatores limitantes, basicamente os sistemas de transmissão de energia elétrica só são empregados como meio de comunicação pelas próprias companhias de distribuição de energia elétrica, tendo os sistemas de ondas portadoras capacidade para 12 canais. 3.2.4 Cabos Coaxiais Terrestres

A fim de superar as limitações dos sistemas de transmissão sobre linha física apresentados até agora, foram desenvolvidos os cabos coaxiais que funcionam como linhas blindadas, evitando a irradiação de energia e a captação de sinais externos. Deste modo, os cabos coaxiais permitem a utilização de faixas de freqüências bem mais amplas, passando a constituir os principais meios de transmissão sobre linha física para sistemas de comunicações de média e alta capacidade. Os diâmetros dos condutores interno e externo, bem como o material isolante entre eles, determinam as características de transmissão dos cabos coaxiais. Assim, quanto maior a relação entre os diâmetros e quanto maior o diâmetro interno, menor a atenuação por unidade de comprimento do cabo.



35

Estes cabos são designados pelos diâmetros de seus condutores. Por exemplo, o cabo de 2, 6/9, 5 mm significa diâmetro externo do condutor interno de 2,6 mm e diâmetro interno do condutor externo de 9,5 mm. Os cabos coaxiais utilizados pelo multiplex estão padronizados em dois tipos: 1,2/4,4 mm e 2,6/9,5 mm (fig. 15). O primeiro é utilizado em sistemas de transmissão de média capacidade, sendo o dielétrico maciço. O segundo, empregado em sistemas de transmissão de alta capacidade, utiliza discos de plástico para diminuir as perdas (menor atuação) e para torná-lo mais flexível, dado o seu maior diâmetro. Os sistemas de cabos coaxiais podem ter um só cabo coaxial, ou vários cabos coaxiais (2,4 ou 8) montados juntamente com vários pares de fios constituindo um cabo misto. Vale aqui ressaltar a nomenclatura corrente quanto a estes cabos mistos. É denominado cabo, o cabo misto, sendo os seus cabos coaxiais chamados de tubos, e os pares de fios de pares intersticiais. Os sistemas de cabos coaxiais são constituídos basicamente de forma idêntica aos outros sistemas via linha física, isto é, formado pelos equipamentos multiplex das estações terminais e pelos repetidores. A tabela da Fig. 17 a seguir apresenta os principais sistemas de cabos coaxiais existentes onde, além do tipo de cabo empregado, estão indicados a banda de transmissão do sinal multiplex, a distância nominal entre repetidores, o número de tubos coaxiais empregados, bem como a capacidade de canalização de cada sistema.

TUBOS COAXIAIS

2 4 8

BANDA DE TRANSMISSÃO

(KHz)

DISTÂNCIA NOMINAL

ENTRE REPETIDORES

(Km) NÚMEROS DE CIRCUITOS MULTIPLEX

60 - 1300 6 300 600 1200

60 - 4028 3 960 1920 3840

CA

BO

CO

AX

IAL

DE

1,2

/ 4,4

mm

60 - 6000 3 1260 2520 5040

60 - 2540 9 600 1200 2400

60 - 4028 9 960 1920 3840

60 - 6000 9 NORMALMENTE P/TV

300 - 12000 4,5 2700 5400 10800

CA

BO

C

OA

XIA

L

DE

2,6

/ 9,

5 m

m

4300 - 60000 1,5 10800 21600 43200

Fig. 17 - Tabela de Sistemas de Cabo Coaxial.



36

3.2.5 Cabo Coaxial Submarino

É um sistema de cabo coaxial especial que se entende sobre leitos de oceanos, interligando países. A fig. 18 mostra a estrutura simplificada de um cabo submarino de tipo leve, utilizado em águas profundas, onde não existem perturbações mecânicas. A parte central é feita de cabos de aço trançados para dar maior resistência à tração, sendo o condutor interno de cobre com diâmetro externo típico de 8,4 mm. O material isolante é plástico, geralmente polietileno, sendo o condutor externo também de cobre com diâmetro típico de 38,1 mm. Externamente há um material de proteção refratário aos ataques da água do mar. Quando o cabo já se aproxima da orla marítima, existe uma maior proteção mecânica. Assim, da ordem de uma milha náutica (1853 m) da praia, o cabo submarino recebe uma proteção extra de cabos de aço, tomando o nome de cabo simples armado. Quando já aflora na costa, esta proteção é dupla, tomando o nome de cabo duplo armado. A composição de um sistema de cabo submarino é idêntica ao do cabo terrestre, sendo a diferença básica a grande confiabilidade exigida para os repetidores, visto que sendo os mesmos submersos, sua manutenção é altamente dispendiosa, exigindo um navio para içar o cabo do fundo do mar. A tecnologia de cabos submarinos está em franco progresso, atualmente já existindo sistemas para até 1260 canais telefônicos. Fig. 18 - cabos submarinos



37

4 SERVIÇOS DE TELECOMUNICAÇÕES

Embora o multiplex telefônico se destine primordialmente a transmissão de sinais de voz, também é utilizado para o envio de informações sob outras formas de sinais, tais como: sinais telegráficos, sinais de fac-símile, sinais de cabos etc. Deste modo, o multiplex telefônico é empregado por quase todos os serviços de telecomunicações, onde tem a função de concentrar a fim de utilizar da maneira mais racional um meio de transmissão da alta capacidade. Fig. 19 mostra o esquema básico de um sistema de telecomunicações, onde estão apresentados os diversos serviços que podem ser prestados por tal sistema, indicando claramente o multiplex como concentrador dos mesmos.

Fig. 19 - Serviços de telecomunicações



38

Como podemos notar, o único serviço que não utiliza o multiplex telefônico é o de transmissão de programas de televisão. Neste serviço, o sinal gerado pela emissora local é entregue a um centro distribuidor (Centro de TV) que envia através de um meio de transmissão adequado, para a localidade de destino. Na localidade distante, o sinal é recebido por outro Centro de TV que o distribui para as emissoras e/ou outras localidades. Pela Fig. 19 observamos que os canais de voz do multiplex telefônico recebem diversos tipos de sinais, conforme o serviço de telecomunicações. 4.1 ASSINANTES DE TELEFONIA PÚBLICA

Neste serviço, como já vimos, os sinais de voz provenientes dos telefones dos assinantes, através de Mesas IU ou de Centrais Telefônicas Local e Interurbana, são devidamente concentrados no multiplex. 4.2 ASSINANTES DE REDE TELEGRÁFICA

Neste serviço a informação do assinante é convertida em sinais telegráficos através da máquina telex, que tem função idêntica a do telefone para os sinais de voz. Os sinais telegráficos das máquinas telex são enviados diretamente (circuitos ponto a ponto),ou através da Central Telex (circuito telex), cuja função é analógica aquela desempenhada pela Central Telefônica, ao multiplex telegráfico. Este equipamento concentra conjuntos de canais telegráficos, como por exemplo 24 canais telegráficos, num único canal de voz do multiplex telefônico. Como podemos notar, os canais de voz do multiplex telefônico servem de meio de transmissão para o multiplex telegráfico. 4.3 SERVIÇO MÓVEL MARÍTIMO

Este tipo de serviço permite a comunicações das embarcações em alto mar com os assinantes da telefonia pública ou rede telegráfica. Para este fim o navios se interligam, através de sistemas de rádio HF, com Estações Costeiras e, alcançam a rede nacional de telefonia ou telegrafia. 4.4 CIRCUITOS

Conforme a necessidade do usuário, este circuitos podem ser alugados de modo permanente ou temporário. Para ambas as modalidades, os circuitos passam



39

pelo centro de áudio, que a finalidade de distribuir os sinais, através do multiplex telefônico, para as localidades de destino. Quanto aos tipos de sinais enviados através dos circuitos alugados, estes podem ser os mais variados, a saber: a) Sinais de voz

Transmissões radiofônicas, canais de áudio para TV etc. b) Sinais de facsímile Transmissões entre dois pontos distantes de informações gráficas, como por exemplo páginas de jornais, que podem ser inclusive imagens estáticas (foto telegráfica). c) Sinais compostos Por intermédio de um equipamento chamado fônica, é possível a transmissão simultânea, num único circuito, de sinais de voz e telegráfica. d) Sinais de dados Provenientes das máquinas de Processamento de dados, como por exemplo computadores. 4.5 TRANSMISSÃO DE MÚSICA DE ALTA QUALIDADE

Para este serviço é empregado um equipamento chamado canal programa, para processar devidamente o sinal musical, cuja faixa de frequência é maior que aquela para transmissão de voz, a fim de envia-lo ao multiplex. 4.6 ASSINANTES DA REDE DE TRANSMISSÃO DE DADOS

Para melhor aproveitar o multiplex telefônico, os sinais dos dados assinantes desta rede são devidamente concentrados por um multiplex digital, a semelhança de outros equipamentos multiplex.



40

5 INTRODUÇÃO À SINALIZAÇÃO

Para o perfeito funcionamento de um sistema telefônico, há diversas informações trocadas entre o assinante e a central e entre as centrais. Para realizar esta troca de informações existe a sinalização podendo ser dividida em três grupos:

• Sinalização Acústica • Sinalização de Linha • Sinalização de Registro

5.1 SINALIZAÇÃO ACÚSTICA

É que estabelece a integração usuário-equipamento, e consiste em uma série de sinais audíveis emitidos da central para o assinante e referem-se a estados da conexão. Compreendem-se os seguintes sinais:

• Tom de Discar • Corrente de Toque de Chamada • Tom de Controle de Chamada • Tom de Ocupado • Tom de Número Inacessível

5.2 SINALIZAÇÃO DE LINHA

É o conjunto de sinais destinados a efetuar a ocupação e supervisão enlace a

enlace dos circuitos que interligam duas centrais telefônicas; opcionalmente, permite o envio de sinais de tarifação. Juntor - É o órgão ou função de uma central de comutação, responsável pela interface com o meio de transmissão. Equipamento de Comutação de Saída - É o órgão associado à extremidade de origem do canal de sinalização, responsável pelo envio dos sinais de linha no sentido “para frente”, e recebimento dos sinais de linha no sentido “para trás”.



41

Equipamento de Comutação de Entrada - É o órgão associado à extremidade de destino do canal de sinalização, responsável pelo recebimento dos sinais de linha no sentido “para frente”, e transmissão dos sinais de linha no sentido “para trás”. Sinal de Ocupação - É o sinal emitido para frente, pelo juntor de saída para levar o juntor de entrada associado à condição de ocupado. Sinal de Atendimento - É um sinal emitido para trás, pelo juntor de entrada associado. Para indicar que o assinante chamado atendeu. Sinal de Desligar para Trás - É um sinal emitido para trás, pelo juntor de entrada ao juntor de saída associado, para indicar que o assinante chamado desligou. Sinal de Desligar para Frente - É um sinal emitido para frente, pelo juntor de saída ao juntor de entrada associado, para liberar, a partir deste, todos os órgãos envolvidos na chamada. Sinal de Confirmação de Desconexão - É um sinal emitido para trás, pelo juntor de entrada ao juntor de saída associado, em resposta a um sinal de desligar para frente, para indicar que ocorreu a liberação dos órgãos associados ao juntor de entrada. Sinal de Desconexão Forçada - É um sinal que substituí o sinal de desligar para trás, nos circuitos entre a estação local de origem e o primeiro ponto de tarifação. O sinal é emitido, a partir deste ponto, após ocorrida temporização, que se inicia com o recebimento do sinal de desligar para trás. Tendo emitido o sinal de desconexão forçada, o primeiro ponto de tarifação inicia a liberação da cadeia de comutação para frente; recebendo o sinal de desconexão forçada a central local desfaz a conexão estabelecida. Sinal de Bloqueio - É o sinal emitido para trás, pelo juntor de entrada ao juntor de saída associado, provocando o bloqueio do mesmo. Sinal de Tarifação - É um sinal emitido para trás, pelo juntor de entrada ao juntor de saída associado, de acordo com a cadência correspondente ao degrau tarifário, a partir do ponto de tarifação por multimedição. Sinal de Confirmação de Ocupação - É um sinal emitido para trás, pelo juntor de entrada ao juntor de saída associado, em resposta a um sinal de ocupação, para indicar que ocorreu a ocupação dos órgãos associados ao juntor de entrada.



42

Sinal de Falha - É um sina emitido para frente, a partir do juntor de saída associado, para indicar que houve falha no equipamento de origem.

5.2.1 Tipos de Sinalização de Linha

A sinalização de linha a ser adotada consta de quatro variantes, todas do tipo enlace a enlace, aplicáveis de acordo com as condições técnicas de transmissão e comutação. Estas variantes são:

Tecnologia de Transmissão Tecnologia de Comutação

Cabos de pares sinalização por loop de corrente contínua

FDM Multiplexação por divisão de freqüência

sinalização: E + M contínua

E + M pulsada

Digital sinalização: E + M contínua

E + M pulsada

R2 Digital

5.2.2 Sinalização por Loop de Corrente Cotínua

Por motivos principalmente econômicos, muitos sistemas telefônicos empregam a sinalização de loop de corrente contínua a 2 fios.

Os critérios básicos deste tipo de sinalização são:

• Variação da resistência (e consequentemente da corrente) na linha.

• Variação da polaridade na linha.



43

5.2.3 Sinalização E & M pulsada

O sistema E & M pulsada utiliza um canal de sinalização para transmissão (canal M) e um canal de sinalização para recepção (canal E) dos sinais.

São utilizados dois tipos de sinais cujos tempos de emissão são:

• curto - duração de (150 ± 30) ms - ocupação, atendimento, tarifação e rechamada;

• longo - duração de (600 ± 120) ms - desligar para trás, desligar para frente, confirmação de desconexão e desconexão forçada.

A presença de um sinal é caracterizada pela presença de terra referida a um potencial de -48V, entre os equipamentos de comutação e de transmissão, o que deverá corresponder, nos equipamentos de transmissão:

• analógicos, a presença de tom em freqüência fora de faixa (3825 Hz), em nível alto.

• digitais, a presença de “1” (um) nos bits correspondentes ao canal de sinalização.

5.2.4 Sinalização E & M contínua

O sistema E & M contínua utiliza um canal de sinalização para transmissão (canal M) e um canal de sinalização para recepção (canal E) dos sinais,

A presença de um sinal é caracterizada pela presença de terra referida a um potencial de - 48 V, entre os equipamentos de comutação e de transmissão, o que deverá corresponder, nos equipamentos de transmissão:

analógicos, a presença de tom em freqüência fora de faixa (3825 Hz), em nível baixo.

digitais, a presença de “1” (um) nos bits correspondentes ao canal de sinalização.

A presença ou ausência de sinal denota um certo estado de sinalização. A linha, portanto, tem dois estados possíveis em cada direção, isto é, um total de 4 estados de sinalização. Levando-se em conta a seqüência de tempo, o circuito terá as condições mostradas a seguir:



44

FASES DA

CHAMADA

DESIGNAÇÃO

DO SINAL

SENTIDO

DO SINAL

SINALIZAÇÃO E+ M

CONTÍNUA

SINALIZAÇÃO E + M

PULSADA

FIO M FIO E FIO M FIO E

Livre ausente ausente

Ocupação sinal de

ocupação

→→→→ presente ausente 150 ms

chamada em

progresso

troca de

sinalização entre

registradores

presente ausente

Atendimento sinal de

atendimento

←←←← presente presente 150 ms

Conversaçã

o

presente presente

Tarifação sinal de tarifação ←←←← presente ausente

durante 150

ms

150 ms

Início da

desconexão

pelo destino

sinal de desligar

para trás

←←←← presente ausente 600 ms

Início da

desconexão

pela origem

sinal de desligar

para frente

→→→→ ausente presente 600 ms

Fim da

desconexão

sinal de

confirmação de

desconexão

←←←← ausente ausente 600 ms

Bloqueio sinal de bloqueio ←←←← ausente presente permanente

Sinalização E+M contínua / Pulsada



45

Sinalização de Registradores

A sinalização entre registradores é a responsável pela troca de informações entre os órgãos de controle das centrais. São informações relacionadas ao número do assinante chamado ou chamador, tipos de assinantes, condições de assinantes, etc., que devem ser trocadas entre as centrais para estabelecer uma conexão. Em resumo, pode-se dizer que a sinalização de registro é a troca de informações de controle entre as centrais.

5.3 SINALIZAÇÃO R2 DIGITAL

O sistema utiliza dois canais de sinalização para frente (af e bf) e dois canais de sinalização para trás (ab e bb). Estes canais são utilizados na troca de informações entre os juntores que utilizam enlaces PCM.

O canal af indica as condições de operação do equipamento de comutação de saída, como estas condições estão sob controle do assinante chamador, este canal também reflete as condições de enlace do assinante chamador (enlace aberto ou fechado).

O canal bf fornece ao equipamento de comutação de entrada indicação de falhas ocorridas no equipamento de comutação de saída.

O canal ab reflete as condições do enlace do assinante chamado (enlace aberto ou fechado).

O canal bb reflete as condições de ocupação do equipamento de comutação de entrada.

Na tabela: Sinalização R2 digital, apresentada a seguir, na próxima página, são mostrados como os sinais de linha são codificados.



46

FASE DA CHAMADA DESIGNAÇÃO DO SINAL

SENTIDO DO SINAL

CANAIS DE SINALIZAÇÃO

OBSERVAÇÕES

af bf ab bb

tronco livre 1 0 1 0

ocupação do tronco sinal de ocupação →→→→ 0 0 1 0

sinal de confirmação de ocupação

←←←← 0 0 1 1

chamada em progresso 0 0 1 1

atendimento da chamada

sinal de atendimento ←←←← 0 0 0 1

conversação 0 0 0 1

sinal de desligar para trás

←←←← 0 0 1 1

desligamento da chamada

sinal de desligar para frente

→→→→ 1 0 X 1 X=0: A desliga primeiro

X=1: B desliga primeiro

sinal de confirmação de desconexão

←←←← 1 0 1 0

sinal de desconexão forçada

→→→→ 0 0 0 0

sinal de confirmação de desconexão forçada

→→→→ 1 0 0 0

situações especiais sinal de bloqueio ←←←← 1 0 1 1

sinal de falha →→→→ 1 1 1 0

Sinalização R2 Digital.



47

5.4 SINALIZAÇÃO MULTIFREQUENCIAL

A troca de informações na sinalização MFC efetua-se entre órgãos situados nos extremos de uma via de conexão, onde se utiliza essa sinalização. Na origem há um órgão chamado emissor que transmite os sinais para frente, e que são recebidos por um órgão no extremo da via denominado receptor. Este transmite os sinais para trás (sentido contrário ao do tráfego) que alcançam o emissor citado. Estes órgãos recebem portanto essas designações em relação aos sinais para frente, embora ambos sejam, simultaneamente, emissores e receptores. Os sinais MFC ocorrem numa fase em que não há, ainda, conversação e os receptores estão dispensados de apresentarem imunidades às freqüências vocais provocadas pelos assinantes. A sinalização é do tipo compelido, em que os sinais para frente e para trás são interdependentes, de forma que a duração de cada sinal é determinada pela recepção do sinal gerado pelo primeiro, conforme figura abaixo. A troca de sinais MFC começa sempre com a emissão de um sinal para frente, emitido pelo registrador, na origem do circuito. Este sinal não tem duração definida, exceto, uma limitação de tempo pelos elementos de temporização dos circuitos. Assim em condições normais, o sinal para frente durará até o emissor constatar a presença de um sinal para trás disparado pelo receptor, quando este tomou conhecimento da recepção do sinal para frente. A duração do sinal para trás também não é definida a ser, devido a uma limitação causada pela temporização, citada anteriormente. O sinal para trás permanecerá até que o receptor constante o desaparecimento do sinal para frente. O próximo sinal para frente marca o início do ciclo MFC seguinte e somente poderá ser emitido, quando o emissor reconhecer o desaparecimento do sinal para trás do ciclo anterior que, além de desempenhar a função de confirmação dos sinais para frente transporta, também ordens ao emissor sobre seu modo de comportamento subseqüente.

b a

e d

h

c

g

Sinal

para

frente Sinal

para trás

receptor emissor

Sinal

para

frente Sinal

para trás



48

a) O emissor envia um sinal para frente composto de duas freqüências.

b) Quando estas atingem o receptor, o sinal é interpretado e o receptor ordena o envio do sinal para trás.

c) O receptor envia continuamente um sinal para trás. Neste instante há simultaneamente quatro freqüências na linha.

d) Quando o emissor recebe o sinal para trás, ordena o corte do sinal para frente.

e) A transmissão do sinal para frente é interrompida.

f) O receptor percebe a interrupção do sinal para frente e ordena o corte do sinal para trás.

g) Cessa a transmissão do sinal para trás.

h) O emissor percebe a interrupção do sinal para trás e ordena a transmissão do sinal para frente.



49

7. PRINCÍPIOS DA TÉCNICA PCM

A modulação por codificação de pulsos (PCM) é um método de modulação que converte um sinal analógico contínuo em um sinal digital. Para tanto, o sinal analógico é formado por palavras de código, atribuídas a intervalos de quantização (amostras) de acordo com um código de pulso. Um sinal PCM pode ser transmitido sozinho ou entrelaçado com palavras de código de outros sinais PCM.



50

7.1 TEOREMA DA AMOSTRAGEM

O teorema da amostragem especifica a menor freqüência de amostragem de um sinal analógico, para que na reconstituição do sinal analógico original, a partir das amostras, não ocorram perdas na informação. A freqüência de amostragem (fA) deve ser maior que duas vezes a freqüência contida no sinal analógico (fs): 7.2 CONVERSÃO ANALÓGICO/DIGITAL

7.2.1 Amostragem

Para a faixa de freqüência de 300 a 400 Hz, utilizada na telefonia, foi fixada internacionalmente, uma freqüência de amostragem (fA) de 8000Hz. Desta forma, o intervalo entre duas amostras sucessivas de um mesmo sinal telefônico (intervalo de amostragem = TA) resulta de:

fA > 2 fS

TA = 1 / fA



51

7.2.2 Quantização

Em função do sinal PAM ser ainda de uma forma analógica de um sinal telefônico e as amostras serem mais facilmente processadas e transmitidas na forma digital, o primeiro passo para a conversão da amostra em sinal digital (sinal PCM) é a quantização. Para isto, o espectro de valores possíveis do sinal é subdividido em intervalos de quantização que, para o caso dos sistemas de transmissão PCM30 utilizados no Brasil, representam 256 intervalos de quantização. Os intervalos de quantização são delimitados entre si por valores de decisão. A amostra que ultrapassar a um valor de decisão é enquadrada no intervalo imediatamente superior e aquela que ficar abaixo, no intervalo imediatamente inferior. Portanto, no lado da emissão, diferentes valores analógicos são reunidos em um intervalo de quantização. O desvio (erro de quantização) corresponde, no máximo, a meio intervalo para cada amostra. O erro de quantização daí resultante pode transformar-se em ruído no lado de recepção, sobreposto ao sinal útil. O erro de quantização é tanto menor quanto maior for o número de intervalos de quantização. A recomendação G.711 do CCITT especifica duas curvas características que fixam os detalhes da quantização:

• curva de 13 segmentos (lei A, utilizada no sistema PCM30) • curva de 15 segmentos (lei µ, utilizada no sistema PCM24)



52

7.2.3 Codificação

O sinal PCM a ser transmitido é obtido pela codificação dos números dos intervalos de quantização. O codificador atribui a cada amostra uma palavra de código de 8 bits em correspondência ao valor de quantização fixado. Os 128 intervalos positivos e os 128 intervalos negativos de quantização são representados nos sistemas de transmissão PCM, através de um código binário de 8 dígitos, portanto, as palavras de código são de 8 bits.



53

7.2.4 Multiplexação

As palavras de código de 8 bits de diversos sinais telefônicos podem ser transmitidas em uma seqüência cíclica, isto é, entre duas palavras de um mesmo sinal telefônico são introduzidas em seqüência de palavras de código de outros sinais telefônicos, formando assim, o sinal PCM multiplexado por divisão no tempo. A seqüência de bits, que contém uma palavra de código de cada sinal é denominada de quadro de pulsos. No sistema de transmissão PCM30, o quadro de pulsos é formado por 32 palavras de código.

7.3 CONVERSÃO DIGITAL/ANALÓGICO

7.3.1 Demultiplexação

Do sinal multiplexado no tempo obtém-se na recepção novamente os sinais PCM, isto é, as palavras de código de 8 bits referentes a cada sinal telefônico transmitido de forma multiplexada.



54

7.3.2 Decodificação

A cada palavra de código de 8 bits é atribuído um valor de tensão na recepção que corresponde ao valor médio do correspondente valor de quantização. A curva de decodificação é a mesma da codificação na emissão. As palavras de código são decodificadas na seqüência de recepção e convertidas em sinais PAM. A seguir o sinal PAM é conduzido a um filtro passa-baixa que reconstitui o sinal telefônico original.



55

8 SISTEMAS DE TRANSMISSÃO DIGITAL

Os sistemas analógicos são convertidos em sinais digitais com o auxílio da modulação por codificação de pulsos, para então serem transmitidos na forma digital. Os sistemas básicos de transmissão digital são o PCM30 e o PCM24. A partir destes sistemas podem ser formados sistemas de ordem superior. 8.1 CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS SISTEMAS DE TRANSMISSÃO PCM

8.1.1 Circuito de conversão

Em um sistema de transmissão PCM existe um canal para cada sentido da conexão (assinante A � B; assinante B � A). Os “time-slots” de canal de mesma numeração em um quadro de pulso dois sentidos opostos de um sistema de transmissão PCM formam um círculo de conversação com dois sentidos distintos e separados entre si. 8.1.2 Sincronismo entre emissor e receptor

Os sistemas de transmissão PCM estão terminados nas duas extremidades por equipamentos multiplex. Cada equipamento multiplex tem um emissor e um receptor. O emissor forma as palavras de código de 8 bits a serem emitidas e o receptor converte estas palavras de código novamente em sinais analógicos. Para a reconstituição destes sinais analógicos, o receptor de um sentido de conversação deve trabalhar com o mesmo sinal de sincronismo que o emissor no lado oposto. Por este motivo, o emissor envia ao receptor não só os sinais PCM, mas com eles também o sinal de sincronismo com o qual estes foram formados. Para tal, o emissor contém um gerador e um receptor, um receptor de sinais de sincronismo, que filtra estes sinais do sinal PCM recebido.



56

8.1.3 Código de linha

O sinal PCM formado pelo emissor é composto por sucessivas palavras de código de 8 bits no código binário NRZ (non-return-to-zero). No entanto, este sinal digital não pode ser aplicado diretamente à linha física devido à sua componente de corrente contínua. Por este motivo, o emissor no equipamento multiplex converte o sinal PCM em um sinal pseudo-ternário em um sinal AMI (alternate mark inversion), isento da componente corrente contínua. Neste sinal, contudo, pode ocorrer uma longa seqüência de bits 0 (zero) ocasionando, eventualmente, a perda do sinal de sincronismo retirado pelos repetidores regeneradores do sinal enviado. Por isto, para linhas de transmissão PCM, é utilizada uma variante do código AMI pseudo-ternário: o código HDB3 (third-order high-density-bipolar). Com este código limita-se em três a quantidade de bits 0 (zero) sucessivos.



57

8.1.4 Equipamento terminal de linha

O equipamento terminal de linha é o elo de ligação entre o equipamento multiplex e as linhas de transmissão. No lado de emissão é injetado o potencial para telealimentação dos repetidores regeneradores; no lado da recepção é regenerado o sinal PCM e dali levado ao receptor do equipamento multiplex. 8.1.5 Repetidores regeneradores

Nos enlaces PCM são instalados repetidores regeneradores a cada 2 a 5 km. Estes regeneram os sinais PCM nos dois sentidos de transmissão e eliminam desta forma as distorções ocasionadas por influências externas e pelos parâmetros de transmissão na linha.

8.2 SISTEMA DE TRANSMISSÃO PCM 30

O sistema de transmissão PCM30 permite a transmissão simultânea de 30 conversações. 8.2.1 Quadro de pulsos

Para cada um dos 30 circuitos de conversação são enviados, nos dois sentidos. 8000 amostras por segundo em forma de palavra de código de 8 bits. Portanto, em cada sentido deve haver a transmissão sucessiva de 30 palavras de código de 8 bits no intervalo de 125 �s (valor inverso de 8 kHz). A essas 30 palavras de código soma-se 2 x 8 bits; 8 bits para a sinalização e 8 bits que contêm alternadamente, uma palavra de alinhamento do quadro e uma palavra de serviço. As 30 palavras de código formam, com 2 x 8 bits, um quadro de pulsos. Os quadro de pulsos são transmitidos obrigatoriamente em ordem sucessiva.



58

8.2.2 Palavra de alinhamento de quadro

As palavras de alinhamento de quadro sincronizam o emissor e o receptor do sistema PCM30. Os bits 2 a 8 desta palavra têm sempre o mesmo formato: 0011011. O receptor determina a posição do quadro de pulsos a partir da palavra alinhamento, o que permite a correta distribuição dos bits aos circuitos telefônicos. A palavra de alinhamento de quadro é transmitida alternadamente com a palavra de serviço no canal 0 (zero).

Número do bit 1 2 3 4 5 6 7 8 Valor binário X 0 0 1 1 0 1 1

8.2.3 Palavra de serviço

Os bits 4 a 8 são reservados para uso nacional.

Número do bit 1 2 3 4 5 6 7 8 Valor binário X 1 A Y Y Y Y Y

Palavra de serviço no “time-slot” no canal 0 do PCM. Essa palavra transmite sinais de serviço. O 3º bit-alarme urgente 0 sem alarme e o 1 informa o seguinte:

• falha alimentação; • falha codec; • falha sinal entrada 2.048 kbps; • perda alinhamento quadro pulsos; • taxa de erro da palavra alinhamento quadro > 10-3(escrito).



59

9 COMUTAÇÃO DIGITAL

As interconexões na central de comutação digital ocorrem pela redisposição das palavras de código de 8 bits de diferentes sinais telefônicos em função da conexão desejada. Em correspondência à freqüência de amostragem, ocorre o envio de 8000 palavras de código por segundo e por sentido da conexão. Desta maneira, resultam na central de comutação períodos sucessivos de 125 �s, e dentro destes períodos cada palavra de código tem um “time-slot”. Em uma central de comutação digital são utilizados basicamente dois princípios de comutação:

• comutação temporal; • comutação espacial.

9.1 COMUTADOR TEMPORAL

O comutador temporal pode transferir toda a palavra de código de 8 bits de uma linha multiplex de entrada a qualquer “time-slot” de uma linha multiplex de saída (acessibilidade plena). Devido a redisposição dos “time-slots”, as palavras de código sofrem um retardo no comutador temporal, diferente para cada conexão.



60

O comutador temporal-espacial é uma variante de alta velocidade do comutador temporal. Devido à alta velocidade de operação, o comutador temporal-espacial pode transferir palavras de código de 8 bits das linhas multiplex de entrada a qualquer “time-slot” de diversas linhas multiplex de saída. Para tanto, faz-se necessário multiplexar as palavras de código das linhas de entrada e conduzi-las a uma memória de dados. Isto significa, que na linha entre o multiplexador e a memória de dados ocorre uma taxa de bits muitas vezes maior que nas linhas de entrada. Na figura abaixo pode se observar que a taxa de bits entre o multiplexador e a memória de dados é quatro vezes maior que em uma linha multiplex de entrada. Após o processo de comutação, o demultiplexador distribui as palavras de código às quatro linhas de saída com a taxa de bits original. Portanto, toda palavra de código entrante pode ser transferida, sem bloqueio, a qualquer “time-slot” das linhas multiplex de saída (acessibilidade plena).

9.2 COMUTADOR ESPACIAL

O comutador espacial comuta qualquer palavra de código de 8 bits de uma linha multiplex de entrada a qualquer multiplex de saída sem alterar o “time-slot”. Portanto, as palavras de código permanecem em seus “time-slots” originais durante e após a comutação e, conseqüentemente não ocorre retardo. Existe sim a alteração de posição espacial, isto é, a atribuição às diversas linhas multiplex.



61

9.3 DIFERENÇA BÁSICA ENTRE O COMUTADOR TEMPORAL E ESPACIAL

Em ligações através de um comutador temporal, as palavras de código trocam de “time-slots” entre a entrada e a saída. Em ligações através de um comutador espacial, as palavras de código trocam de linhas multiplex, permanecendo contudo no mesmo “time-slot”. 9.4 MEMÓRIA DE CONTROLE

A cada comutador temporal e a cada comutador espacial está atribuída uma memória de controle. Esta é uma memória do tipo RAM, cujo conteúdo pode ser modificado aleatoriamente. Baseado nos dados de comutação recebidos, será realizado a inscrição dos endereços de controle em determinadas posições de memória e apagados em outras. Os endereços de controle inscritos determinam as interconexões a serem realizadas e permanecem inscritos durante toda a conversação. Uma memória de controle tem uma posição de memorização para cada “time-slot” de um período de 125 µs. Cada posição de memória pode conter um endereço



62

da memória de dados (comutador temporal) ou de uma linha multiplex de entrada (comutador espacial). Dentro de um período de 125 µs ocorre uma exploração cíclica de todas as posições de memória e a conseqüente leitura dos endereços de controle memorizados. • No comutador temporal, o endereço de controle indica uma determinada

posição na memória de dados para as palavras de código de 8 bits. O endereço de controle determina no comutador temporal, com inscrição cíclica, de que posição da memória de dados deve ser lida a palavra de código a ser transmitida. No comutador temporal com leitura cíclica, o endereço de controle indica a posição da memória de dados na qual a palavra de código recebida deve ser inscrita.

• No comutador espacial, o endereço de controle identifica uma linha multiplex de entrada. Desta forma é liberada, durante o “time-slot” em questão, uma determina porta que corresponde a uma linha multiplex de saída, interconectando a linha multiplex de entrada endereçada com a linha multiplex de saída especificada na memória de controle.

9.5 ÓRGÃOS DE UMA CENTRAL DE COMUTAÇÃO DIGITAL

As centrais de comutação digitais têm as seguintes áreas principais:

• equipamentos de conexão que adaptam os diferentes tipos de linhas às vias digitais;

• matriz de acoplamento digital que estabelece as conexões; • comando.



63

9.5.1 Equipamentos de conexão

Os equipamentos de conexão são os elos de entre a periferia de uma central de comutação digital e a matriz de acoplamento. Eles preparam os sinais telefônicos provenientes das linhas para a interconexão pela matriz de acoplamento. Da mesma forma, eles convertem a informação interconectada pela matriz de acoplamento à forma necessária para a transmissão através da linha. As funções a serem executadas pelo sistema de comutação digital para cada assinante analógico podem ser expressas pela expressão BORSCHT:

• B = Batery feed; • O = Overvoltage protection; • R = Ringing; • S = Signaling; • C = CODEC; • H = Hybrid; • T = Test access.

A maioria destas funções também é realizada por terminais de troncos analógicos. Nas linhas de assinantes e troncos digitais,estes sinais são transmitidos na forma digital, isto é, as funções de codificações e decodificações não são necessárias nos equipamentos de conexão. 9.5.2 Matriz de acoplamento digital

As matrizes de acoplamento são formadas por comutadores temporais, espaciais-temporais e espaciais. A configuração mais usual de uma matriz de comutação é temporal-espacial-temporal, podendo variar em função da capacidade da central de comutação.



64

9.5.3 Comando

O comando é a parte constituída de um ou mais processadores que controlam todas as áreas de uma central de comutação digital. As centrais de comutação digital podem ser distinguidas entre:

• central de comutação com controle de processamento centralizado: neste tipo de arquitetura todas as funções de controle são realizadas através de uma única unidade centralizada, a qual por questões de segurança deve ser duplicada;

• central de comutação com controle de processamento semi-centralizado: neste tipo de arquitetura o processamento de eventos esta distribuído entre diversos processadores periféricos, existindo entretanto um elemento ou uma unidade com funções de coordenação de todos os demais;

• central de comutação com controle de processamento descentralizado: neste tipo de arquitetura o processamento de eventos está totalmente distribuído entre vários processadores periféricos, não existindo entretanto, nenhuma unidade com funções de coordenação centralizada.

Dentre as diversas funções do comando de uma central digital pode-se exemplificar a interpretação da sinalização, a realização do roteamento, comutação e do procedimento de tarifação. 9.5.4 Ligação entre dois assinantes

Cada ligação possui dois sentidos de conversação e, por este motivo, são interconectadas duas vias na matriz de comutação digital (sentido A � B e sentido B � A). Portanto, interconexões digitais correspondem sempre a interconexões a 4 fios, se consideradas do ponto de vista da técnica analógica. Para a conservação entre o assinante A e B, em cada período de 125 µs são interconectadas duas vias de conversação na matriz do acoplamento. Ao final da conversação, estas vias são liberadas, o conteúdo das memórias de controle “apagados” e os “time-slots” dos períodos de 125 µs liberados para que possam ser utilizados para outras ligações.



65

10 SINALIZAÇÃO

Para o correto desempenho de um sistema telefônico, faz-se necessário a troca de diversas informações entre o assinante e a central de comutação e entre várias centrais. Para tanto, são utilizadas sinalizações que permitem esta troca de informações. Os tipos de sinalizações utilizados podem ser distinguidos entre:

• sinalização de assinante; • sinalização acústica; • sinalização de linha; • sinalização de registradores; • sinalização associada ao canal para 30 circuitos de conversação; • sinalização por canal comum com taxa de 64 kbits/s.

10.1 SINALIZAÇÃO DE ASSINANTE

A sinalização de assinante é aquela trocada a partir do assinante em direção à central de comutação com o objetivo de estabelecer ou desconectar uma chamada. A sinalização de assinante pode ser subdividida em sinalização para:

• Assinante analógico, consistindo dos seguintes sinais:

- sinal de ocupação: caracteriza o fechamento de loop no assinante chamador;

- sinal de atendimento: caracteriza o fechamento de loop no assinante chamado;

- sinal de desligamento: caracteriza a reposição do monofone no gancho;

- seleção numérica: - por impulsos: enviada pelo telefone a disco através de impulsos com

período de 100 ms, sendo 67 ms de abertura e 37 ms de fechamento.

- por teclado: são sinais multifrequenciais enviados através do teclado que representam a combinação de 2 freqüências.

• Assinante digital, que permite a oferta de novos serviços (integração de

dados, texto, voz e imagem) aos assinantes pertencentes a rede denominada RDSI. O ITU-T especificou 2 tipos de acesso para o RDSI denominados de acesso básico (2B + D) e acesso primário (30B + D). O sistema de sinalização para assinante digital recomendado pelo ITU-T para a sinalização entre a central e os terminais de rede é o DSS1 (Digital Subscriber Signaling System nº 1), o qual é estruturado de acordo com o modelo de 7 camadas OSI (Open Systems Interconnection) da ISSO



66

(International Standards Organization). O protocolo de sinalização DSS1 permite o estabelecimento, solicitação de facilidades e desconexão de chamada através da troca de sinalização (mensagens) entre o equipamento terminal e a central.

Como exemplo, são apresentados a seguir o fluxo de troca de mensagens de nível 3 que possibilitam o estabelecimento e desconexão de uma chamada solicitada por um assinante digital pertencente à rede RDSI.



67



68

10.2 SINALIZAÇÃO ACÚSTICA

A sinalização acústica é a sinalização que é transmitida pela central ao assinante. Como exemplo de sinalização acústica, temos:

• Tom de seleção: é um sinal contínuo de 425 ± 25 Hz que informa ao assinante chamador que a central está pronta para receber as cifras do assinante desejado.

• Tom de ocupado: é um sinal utilizado para indicar ao assinante chamador que o assinante chamado encontra-se ocupado. É um sinal que intercala tom e silêncio e utiliza a freqüência de 425 ± 25 Hz e duração de 500 ± 25 ms.

• Tom de numero inacessível: é um sinal enviado ao assinante chamador significando que o numero selecionado não existe na central. É um sinal que intercala tom e silêncio e utiliza a freqüência de 425 ± 25 Hz e duração de 1500 ± 150 ms conforma indicado na figura abaixo.



69

• Tom de controle de chamada: é um sinal enviado ao assinante chamador para indicar que o assinante chamado está livre e está recebendo corrente de chamada. É um sinal que utiliza a freqüência de 425 ± 25 Hz, com um período de 5000 ± 500 ms, intercalando tom e silêncio conforme a figura abaixo.

• Corrente de chamada: é um sinal que utiliza uma freqüência de 25 ± 1,25 Hz (tensão de 75 V), com tempos iguais ao do tom de controle de chamada. É um sinal utilizado para fazer soar a campainha do telefone do assinante analógico chamado.

10.3 SINALIZAÇÃO DE LINHA

A sinalização de linha é a sinalização que estabelece a comunicação entre as centrais de comutação e atuam durante todo o período da conexão. A sinalização a ser adotada é aplicável de acordo com as condições técnicas de transmissão e comutação. Os principais tipos de sinalização de linha são:

• Sinalização E + M pulsada: utiliza um canal de sinalização para a transmissão (canal M) e um canal de sinalização para recepção (canal E) dos sinais. Utiliza dois tipos de sinais, cujos tempos de emissão são:

- curto: duração de 150 ± 30 ms;

- longo: duração de 600 ± 120 ms.

O intervalo mínimo entre dois sinais consecutivos deve ser de 240 ms.



70

A presença de um sinal é caracterizada pela presença de terra referia a uma potência de -48V, entre os equipamentos de comutação e de transmissão, o que deverá corresponder nos equipamentos de transmissão:

• analógicos, a presença de tom em freqüência fora da faixa (3825 Hz); • digitais, a presença de “1” nos bits correspondentes ao canal de

sinalização. Os sinais de linha utilizados encontram-se indicados na tabela abaixo:

• Sinalização E + M contínua: utiliza um canal de sinalização para a transmissão (canal M) e um canal de sinalização para recepção (canal E) dos sinais. A presença ou ausência de sinal denota um determinado estado de sinalização. O tempo de reconhecimento de “tone-off” para “tone-on” e vice-versa é de 40 ± 10 ms.

A presença de um sinal é caracterizada pela presença de terra referia a uma

potência de -48V, entre os equipamentos de comutação e de transmissão, o que deverá corresponder nos equipamentos de transmissão:

• analógicos, a presença de tom em freqüência fora da faixa (3825 Hz); • digitais, a presença de “1” nos bits correspondentes ao canal de

sinalização.



71

Os sinais de linha utilizados encontram-se indicados na tabela abaixo:

• Sinalização R2 digital: utiliza dois canais de sinalização para frente (af e bf) e dois canais de sinalização para trás (ab e bb). Estes canais são utilizados na troca de informações entre os troncos que utilizam enlaces PCM.

O canal af indica as condições de operação do equipamento de comutação de saída. Este canal também reflete as condições de enlace do assinante chamador (enlace aberto ou fechado).

O canal bf fornece ao equipamento de comutação de entrada indicação de falhas ocorridas no equipamento de comutação de saída.

O canal bb reflete as condições do enlace do assinante chamado (enlace aberto ou fechado)

O Tempo de reconhecimento da transição do estado 0 para 1 ou vice-versa é 20 ± 10 ms. A diferença entre duas transições, aplicadas simultaneamente nos dois canais de sinalização da mesma direção não deve ultrapassar 2 ms. A seguir são mostrados como os sinais de linha são codificados:



72

10.4 SINALIZAÇÃO DE REGISTRADORES

A sinalização de registradores é responsável pela troca de informações entre os órgãos de controle das centrais. São informações relacionadas ao número de assinantes, chamado ou chamador, categoria do assinante chamador, condição do assinante chamado...etc, que devem ser trocadas entre as centrais para se estabelecer à conexão. Os sinais MFC são transportados através de códigos multifreqüenciais, em que cada sinal é composto da emissão simultânea de duas freqüências distintas tomadas de um grupo de “n” freqüências. Para “n” igual a seis freqüências, pode se formar 15 códigos multifreqüenciais em cada sentido de transmissão como indicado na tabela a seguir:



73

O significado primário dos códigos para frente denomina-se GRUPO I de sinais. Sua finalidade é transportar as informações numéricas para seleção do assinante chamado, identificação do assinante chamador, etc. O significado secundário recebe a designação de GRUPO II de sinais e tem a finalidade de informar o receptor sobre a categoria do assinante chamador. A passagem do GRUPO I para o GRUPO II é ordenada por alguns sinais para trás. O significado primário dos códigos para trás constitui o GRUPO A de sinais. Estes têm a finalidade de solicitar a identidade do assinante chamador, categoria do assinante chamador, etc. O significado secundário dos códigos para trás constitui o GRUPO B de sinais e tem a finalidade de informar o emissor da condição da linha do assinante chamado.

Freqüências DTMF (utilizadas em telefones – MFC) 1209 Hz 1336 Hz 1477 Hz 1633 Hz

697 Hz 1 2 3 - 770 Hz 4 5 6 - 852 Hz 7 8 9 - 941 Hz * 0 # -



74

Sinais para frente, grupo I

Sinais para frente, grupo II

I – 1 Algarismo 1 II – 1 Assinante comum I – 2 Algarismo 2 II – 2 Assinante com tarifação especial I – 3 Algarismo 3 II – 3 Equipamento de manutenção I – 4 Algarismo 4 II – 4 Telefone público I – 5 Algarismo 5 II – 5 Operadora I – 6 Algarismo 6 II – 6 Equipamentos de transmissão de

dados I – 7 Algarismo 7 II – 7 Serviço internacional I – 8 Algarismo 8 II – 8 Serviço internacional I – 9 Algarismo 9 II – 9 Serviço internacional I –10 Algarismo 10 II –10 Serviço internacional I –11 Inserção de semi-supressores

de eco II –11 Reserva

I –12 Pedido recusado, indicação de trânsito internacional

II –12 Reserva

I –13 Inserção de supressor eco II –13 Reserva I –14 Acesso ao equipamento de

manutenção II –14 Reserva

I –15 Fim de número II –15 Reserva Sinais para trás, grupo A

Sinais para trás, grupo B

A – 1 Enviar próximo algarismo B – 1 Assinante livre com tarifação A – 2 Enviar primeiro algarismo B – 2 Assinante ocupado A – 3 Passaram para o grupo B B – 3 Assinante com número mudado A – 4 Congestionamento B – 4 Congestionamento A – 5 Enviar categoria, identidade do

assinante chamador B – 5 Assinante livre sem tarifação

A – 6 Reserva B – 6 Assinante livre sem tarifação; colocar retenção sob controle do assinante chamado

A – 7 Enviar algarismo (n – 2) * B – 7 Nível vago A – 8 Enviar algarismo (n – 3) B – 8 Assinante com defeito A – 9 Enviar algarismo (n – 1) B – 9 Reserva A – 10 Reserva B – 10 Reserva A – 11 Enviar chamador de trânsito

internacional B – 11 Serviço internacional

A – 12 Serviço internacional B – 12 Serviço internacional A – 13 Serviço internacional B – 13 Serviço internacional A – 14 Serviço internacional B – 14 Serviço internacional A – 15 Serviço internacional B – 15 Serviço internacional * “n” indica o último algarismo recebido



75

11 TEORIA DO SISTEMA CELULAR

11.1 INTRODUÇÃO

O sistema fixo de telefonia funciona da seguinte forma: quando a interligação de dois assinantes é feita pela linha telefônica do aparelho até a central da região que cobre este assinante. A Central se interliga com outras centrais através de troncos (linha física, fibra óptica via rádio) e através da linha com o outro assinante. O assinante móvel celular nasceu da idéia de se querer ter um sistema de telefonia que não dependesse da linha física, ou seja, que pudéssemos usufruir do sistema e aparelho em qualquer lugar. Os primeiros sistemas (1964) nasceram do princípio básico de uma transmissor central que cobrisse toda a área de interesse. Daí concluí-se que esse transmissor teria de ser muito potente; as unidades receptoras (telefones móveis) teriam de ser muito potentes causando interferências além do custo deste equipamento, tendo que ter uma faixa de freqüência muito grande e que o alcance do sistema estaria limitado de 30 até no máximo 80 Km. Das desvantagens citadas acima, surgiu em 1969 um sistema aperfeiçoado sugerindo a idéia de um transmissor, porém agora com vários receptores evitando assim o problema de interferência e de potência dos receptores. Mas continuávamos a ter problemas, como o de não poder falar entre a transmissão de uma área e de outra. Foi então que a partir de 1974 foi concebida a filosofia de Sistema de Telefonia Móvel Celular. O sistema é dito celular, pois é composto por várias células distribuídas ao longo de uma determinada área. Portanto cada célula tem um antena ligada a uma estação que controla esta área. Esta estação recebe o nome de ERB - Estação Rádio Base. Existem também uma central que controla todas as ERB’s de uma área. Esta central é chamada de CCC - Central de Controle Celular. É ela que interliga o sistema celular à central pública. A interligação entre assinante fixo e assinante móvel se processa da seguinte forma: para um assinante fixo acessar uma unidade móvel, passará pela central pública e através de troncos chegará até a CCC que se encarregará de localizar em que ERB estará o móvel. A respectiva ERB enviará então um sinal, via antena, para o assinante móvel avisando que existe uma chamada para este. A partir daí estará feita a conexão entre os dois tipos de usuários. Caso o assinante móvel queira efetuar tal operação, o percurso será o oposto do descrito acima. A unidade móvel acessará a ERB da sua área via antena, solicitando uma conexão. A ERB enviará uma solicitação até a CCC que, por sua vez, encaminhará a ligação para a central que concluirá até o assinante fixo.



76

11.2 SERVIÇO TELEFONIA FIXA

11.3 SERVIÇO DE TELEFONIA MÓVEL

11.4 SERVIÇO DE TELEFONIA MÓVEL APERFEIÇOADO



77



78

11.5 SERVIÇO DE TELEFONIA MÓVEL APERFEIÇOADO



79

11.6 LAYOUT DE UM SISTEMA CELULAR

11.7 ARQUITETURA DO SISTEMA CELULAR COM DISTRIBUIÇÃO COMUTADA



80

11.8 CONEXÕES REDE DE TELEFONIA FIXA / TELEFONIA MÓVEL

11.9 UM SISTEMA TELEFÔNICO CELULAR



81

11.10 ARQUITETURA DAS INTERFACES DO SISTEMA CELULAR

11.11 FAIXA DE FREQÜÊNCIA

A faixa de operação para o Serviço Móvel no Brasil, situa-se entre 825 a 890

MHz. Dentro dessa faixa, subdividimos em bandas A e B.

A banda A no início da telefonia móvel no Brasil foi destinada a exploração de serviços somente pelas concessionárias públicas (“Tele´s”) e a banda B, somente pelas empresas privadas.



82

11.12 ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO



83

11.13 DESIGNAÇÃO DE CANAIS PARA CONJUNTOS DE 12 CANAIS

Partindo da alocação original na largura de faixa de 20 MHz, 10 MHz para uma concessionária privada e 10 MHz para uma concessionária pública, temos 2 x 10 MHz = 666 canais 30 kHz onde 30 kHz é a largura de faixa de um canal. Os canais de números 1-333 são para as concessionárias públicas e os canais de números 334-666 são para a concessionária privada. A tabela abaixo ilustra o número de canais e as freqüências de centro.

A TABELA A ATRIBUIÇÃO DA NUMERAÇÃO E FREQÜÊNCIA DOS CANAIS DO ESPECTRO

ORIGINAL Faixa MHz Número de Canais Número de Canais

Limite Freqüências do

Centro Transmissor, MHz

Assinante Rádio-Base

A 10 333 1

333

825,030 870,030 834,990 879,990

B 10 333 334

666

835,020 880,020 844,980 889,980

A freqüência central em MHz, corresponde ao número do canal N, é calculada como se segue:

TRANSMISSOR NÚMERO DO CANAL FREQÜÊNCIA DO CENTRO (MHz) Assinante 1 < N < 866 0,03N + 825,000

Estação Rádio-base 1 < N < 866 0,03N + 870,000

Observe que 21 canais, em cada uma das faixas A e B, estão reservados para funções de controle como acesso, localização e estabelecimento das chamadas.



84

11.14 ATRIBUIÇÕES DE CANAIS PARA APARELHOS DE 21 CANAIS



85

11.15 ESQUEMA DOS COMPONENTES DA UNIDADE MÓVEL

Os equipamentos das unidades móveis utilizadas nos sistemas de telefonia celular são de projeto compacto e ocupam um mínimo de espaço do veículo. Eles consistem em 3 unidades: A unidade do transceptor/lógica que aloja o rádio e o equipamento lógico do microprocessador. O transceptor utiliza um sintetizador de freqüência para sintonizar qualquer canal designado do sistema celular. A unidade lógica interpreta as ações do cliente e os comandos do sistema, e controla o transceptor e a unidade de controle. A antena, incluindo a bobina de carga (para compor uma antena com ganho de 3 dB). As antenas montadas no teto são, pelo menos, de um quadro de onda. A unidade de controle, que contém todas as interfaces do usuário, incluindo um fone e diversos controles e indicadores do usuário. A unidade móvel utiliza um processo chamado DISCAGEM PRÉ-ORGANIZADA. Quando o usuário pressionar as teclas numeradas no teclado, a unidade móvel simplesmente armazena internamente do dígitos teclados. Esses dígitos não são enviados à Central de Comutação um de cada vez, à medida em que são teclados, como acontece com os telefones convencionais. A maioria da unidades móveis mostrará os dígitos que foram teclados. Diferentes aparelhos apresentarão diferentes números de dígitos. A maioria apresentará, pelo menos 10 dígitos. Uma vez teclado o número de lista completo do telefone chamado, o usuário aperta o botão de envio (SEND). Somente então, a unidade móvel tentará comunicar-se com a estação rádio-base, ao longo do canal de Configuração. Quando isso ocorrer, a unidade enviará o número teclado completo em uma curta seqüência de dados. Isso utiliza um intervalo mínimo de tempo para cada unidade móvel e permite que o canal de controle, da Estação rádio-base, seja utilizado na comunicação com muitas unidades móveis diferentes.



86

11.16 UNIDADE DE CONTROLE

A unidade de controle contém os seguintes equipamentos: NORMAIS • Um fone de mão com tom lateral (sidetone). • Um teclado de discagem. • Um dispositivo de alerta. • Comutadores de controle das chamadas (envio, término etc.). • Lâmpadas indicadores (em uso, nenhum serviço, fora de área). • Controles de áudio e alteração do volume. • Um código de desbloqueio de 3 dígitos, com indicador. OPCIONAIS • Visor do número teclado. • Teclagem automática. • Dispositivo viva-voz (hand free) • Alerta com alarme externo. Os usuários de telefones móveis freqüentemente experimentam diversos níveis de ruído externo quando fazem as chamadas. Na maioria dos automóveis, o ruído de fundo modifica-se acentuadamente à medida em que os vidros estejam abertos ou fechados. Mesmo com os vidros fechados, existe uma diferença substancial no ruído de fundo, nas diferentes marcas e modelos de automóveis ou caminhões. Por essas razões, as unidades móveis estão equipadas com controles de volume do fone (de mão), alto-falante e níveis de alerta.



87

11.17 UNIDADE MÓVEL (HAND SET)



88

11.18 CLASSES DE UNIDADES MÓVEIS

As especificações dos transmissores móveis destinam-se a garantir um nível de potência nominal de RF de saída, não atenuada, de 3 W (Classe I), no conector de antena e sob uma carga de 50 Ohms. A potência de RF da unidade móvel pode ser controlada em etapas de 4 dB, numa escala de 0 a 7, conforme ilustrado na tabela abaixo:

NÍVEIS DE POTÊNCIA NOMINAL DOS TRANSMISSORES MÓVEIS Nível de Potência do Transmissor

Móvel (PL) Potência de Saída

Nominal de RF 0 - Sem acentuação 34,8 dBm - 3W (Classe I) 1- -4dB 30,8 dBm - 1,2W (Classe II) 2- -8dB 26,8 dBm - 0,5W (Classe III) 3- -12dB 22,8 dBm 4- -16dB 18,8 dBm 5- -20dB 14,8 dBm 6- -24dB 10,8 dBm 7- -28dB 6,8 dBm Observe que um transmissor móvel não pode exceder a potência máxima transmitida para a sua classe. Um transmissor da Classe III, por exemplo, pode ir de PL -2 até PL-7, isto é de -8dB até -28dB, em escalas de 4 dB.

CLASSES DE UNIDADES MÓVEIS Classe Potência Máxima Transmitida

I 3 Watts 34,8 dBm II 1,2 Watts 30,8 dBm III 0,5 Watts 26,8 dBm

TIPOS DE TERMINAIS

• TRANSPORTÁVEL • VEICULAR • PORTÁTIL



89

11.19 FUNÇÕES ESPECIAIS E FUNÇÕES BÁSICAS



90

11.20 PROPAGAÇÃO DAS ONDAS DE RÁDIO MÓVEL

11.21 PROPAGAÇÃO DAS ONDAS DE RÁDIO - AMBIENTE MÓVEL



91

12 ANTENA DE ESTAÇÃO RÁDIO – BASE



92

12.1 DIVERSIDADE - UNIDADE MÓVEL



93

12.2 CANAL DE VOZ CELULAR AMERICANO

LARGURA DA FAIXA DO CANAL 30kHz MODULAÇÃO FM DESVIO DE FREQÜÊNCIA ± 12 kHz SAT 6000 ± 30 Hz ST 10 kHz CANAL DE “SET UP” 10 kbps entrelaçados FSK Existem 3 tons de áudio de supervisão (SATs): 5970,6000 e 6030 Hz, com uma tolerância de +- 20 Hz. • É atribuído um SAT dentre os três, a cada Estação rádio-base. • O tom SAT é adicionado à transmissão pela estação rádio-base (Estação Fixa). A

estação móvel detecta, filtra e retorna o mesmo tom SAT. A presença do SAT implica na utilização contínua do canal de voz.

• O transmissor da estação fixa é desligado, se não for detectado nenhum tom SAT válido ou o tom detectado não corresponder àquele da estação rádio-base.

O tom de sinalização é um tom de 10 KHz e é também utilizado ao longo do canal de voz. Ele atende às funções de sinalização para terminação de chamada, confirmação de solicitação e seqüência para solicitações especiais. Definições: • Canal

Um canal refere-se a um par de freqüências utilizadas para comunicações móveis. Uma das freqüências é utilizada na transmissão da estação rádio-base para a unidade móvel, enquanto que a outra freqüência é utilizada na transmissão da unidade móvel para a estação rádio-base.

• FSK

Modulação por Desvio de Freqüência (utilizada para sinais digitais, para entrelaçamento numa determinada gama de freqüências).

• SAT

Tons de áudio de supervisão.



94

SAT Transmitindo no canal de voz. Transmitindo fora da faixa de voz 9300 a 3400 Hz. Portanto não interferindo na conversação. Transmitindo do C.S. para móvel. Esta reconhece e transmite de volta. Assim: Monitora-se a comunicação para efetuar o HANDOFF. São 3 para evitar interferência, quando for utilizado o mesmo conjunto de canais de voz em células diferentes dentro da mesma área de cobertura.

ST Transmitindo do canal de voz só sentido móvel para C.S. Transmite 1.8s para finalizar a conversação. Transmite 15 a 50ms quando a conversação é interrompida para o HANDOFF.



95

12.3 HANDOFF

• Constantemente é monitorado o nível de sinal da portadora e a rel. sinal-ruído do

SAT durante a conversação. Se ocorrer degradação em qualquer dos 2 sinais, a ERB envia a CCC a mensagem de degradação do nível e/ou sinal/ruído.

• Ao receber essa mensagem, a CCC envia a ordem de medição do nível da

portadora a todas as células adjacentes. Nesta mensagem, a CCC ordena que todas as células adjacentes sintonizem o canal de voz que está sendo usado e efetuam a medição do nível de sinal.

• As células adjacentes ao receberem esta mensagem devem mudar a sintonia de

seus receptores LOCATE para a freqüência do canal em que está sendo efetuada a conversação (e que será feito o handoff) cada célula adjacente envia o resultado da medida efetuada para a CCC.

• A CCC compara o nível do sinal de todas as células adjacentes e escolhe a

melhor. Após isto, a CCC seleciona 1 canal livre dentre os canais correspondentes àquela determinada célula adjacente e envia:

* Mensagem de Handoff para a nova célula. * Mensagem de designação de canal de voz para o móvel através da célula

original. • A nova célula ao receber a mensagem de HANDOFF, liga a transmissão do SAT

no canal designado. • O móvel ao receber a mensagem de designação e canal de voz envia durante 15 a

50 ms o ST para a célula original. Após isso, o móvel sintoniza o novo canal de voz e retransmite o SAT para a nova célula.

• A nova célula recebe de volta o SAT e envia esta informação à CCC através de

mensagem de HANDOFF. • Recebemos essa mensagem, a CCC reconhece que já foi executada a troca de

canais e envia a mensagem de canal de voz vago para que a célula original desligue o transmissor correspondente. A conversação passa a utilizar o novo canal de voz.



96

13 ESTAÇÃO RÁDIO-BASE - ERB –

13.1 PROCESSO DE CONFIGURAÇÃO DA CHAMADA



97

13.2 CANAL DE CONTROLE DIRETO

O canal de controle direto é um fluxo contínuo de dados de faixa larga, a 10k bits por segundo, enviado das estações rádio-base para as unidades móveis quando não estão envolvidas numa conversação real, as unidades móveis monitoram esse fluxo de dados. Cada repetição inicia-se por uma seqüência intercalada de dez dígitos (1010101010), seguida por um sinal seqüencial síncrono de 11 bits. A isso seguem-se cinco repetições de cada um dos dois fluxos de dados. As unidades móveis utilizam as seqüências intercaladas e do sinal de seqüência síncrona, para retornarem-se sincronizadas com o fluxo de dados geral. A unidade estará então capacitada a decodificar as informações contidas nos fluxos de dados. Existem bits especiais intercalados por todas as mensagens, chamados de bits ocupado/vago. Esses bis indicam se o canal de controle reverso está ou não ocupado recebendo informações de uma unidade móvel. O Bi tem que indicar o estado vago, antes que uma unidade móvel possa tentar comunicar uma mensagem à estação rádio-base, ao longo do canal de controle reverso. 13.3 CANAL DE CONTROLE DIRETO

• Fluxo contínuo de dados de faixa larga - 10 k bits/seg. • Envia dados das estações rádio-base para as unidades móveis. FORMATO • Seqüência Intercalada. • Sinal de sincronismo. • Cinco repartições a cada dois fluxos de mensagem. • Bits de ocupado/vago. 13.4 TIPOS DE MENSAGENS DO CANAL DE CONTROLE DIRETO

Ao longo do canal de controle direto. As informações enquadram-se em dois tipos gerais - mensagens destinadas a todas as unidades móveis e mensagens destinadas a unidades móveis específicas. As informações enviadas a todas as unidades móveis incluem informações a cerca do sistema e de como as unidades móveis deverão acessá-lo. Um exemplo é a ID do sistema, que é utilizada pela unidade móvel para ligar ou desligar a lâmpada indicadora de fora do alcance (roam) mencionada anteriormente. A impossibilidade da unidade móvel em utilizar a seqüência e o sinal de seqüência síncrona para sincronizar com o fluxo de



98

mensagens, é utilizada pela unidade móvel para ligar sua lâmpada indicadora de não funcionamento, também mencionada anteriormente. Existem também mensagens de informações transmitidas a unidades móveis específicas, ao longo do canal de controle direto. Se uma unidade móvel encontrar-se no processo de originar uma chamada, o canal de controle direto será utilizado para notificá-la que ela deverá sintonizar um canal de rádio de voz especificado, para completar a chamada. Se uma unidade móvel estiver livre e receber uma chamada, sua localização será realizada ao longo do canal de controle direto. Definições: MENSAGEM DE SOLICITAÇÃO: Uma mensagem enviada da CCC para uma estação rádio-base, ou de uma estação rádio-base para uma unidade móvel, direcionando o receptor a realizar uma determinada ação. CONFIRMAÇÃO DE SOLICITAÇÃO: Uma mensagem enviada de uma unidade móvel para uma estação rádio-base, ou de uma estação rádio-base para a CCC, em resposta a uma mensagem de solicitação. A resposta constitui uma confirmação da recepção da solicitação. 13.5 TIPOS DE MENSAGENS DO CANAL DE CONTROLE DIRETO

Para todas as unidades móveis: • Dados extras (overhead) • Controle / ocupação Para unidades móveis específicas: • Designação inicial do canal de voz • Localização • Nova tentativa direcionada • Solicitação • Confirmação de solicitação



99

13.6 CANAL DE CONTROLE REVERSO

O canal de controle reverso é utilizado pelas unidades móveis, para transmitir informações à estação rádio-base. As unidades móveis transmitem seqüências de dados e então colocam-se de lado para permitir que outras unidades móveis utilizem o mesmo canal. A velocidade de transmissão de dados, neste canal, também é de 10k bits por segundo. Os dois tipos principais de mensagens, transmitidas pelas unidades móveis ao longo do canal de controle reverso são mensagens de originação e mensagens de resposta de localização. As mensagens de originação são enviadas quando o usuário tecla um número de lista e aperta o botão SEND. A mensagem de originação contém o número de lista de telefone chamado e determinadas informações acerca da própria unidade móvel. Especificamente, ela tem que se identificar através do seu próprio número de lista e classe de potência, bem como do seu número de série eletrônico. A mensagem de resposta de localização é enviada quando a unidade móvel reconhece que existe uma mensagem chegando a ela, através do seu número de lista no fluxo de mensagens de localização. A unidade móvel notifica então à estação rádio-base acessada de que se encontra em sua área de cobertura, de forma que a chamada possa ser estabelecida em um canal de voz atribuído a essa célula. Canal de Controle Reverso:

• Fluxo de dados descontínuos em faixa larga - 10 kbits/seg. • Envia dados da unidade móvel para a estação rádio-base.

Definições: Mensagem de Solicitação: Uma mensagem enviada de um transmissor a receptor, direcionando-o a realizar uma determinada ação. Confirmação de Solicitação: Uma resposta à mensagem de solicitação. Tipos de Mensagens

• Originação; • Resposta à localização; • Solicitação; • Confirmação de Solicitação.



100

13.7 FUNÇÕES DA ESTAÇÃO RÁDIO-BASE

Fornecer irradiação e recuperação de RF. Fornecer comunicações de dados com a MTSO e as unidades móveis. Localizar as unidades móveis. Executar Rotinas de Testes e Manutenção. Executar funções de controle e reconfiguração dos equipamentos. Executar funções de processamento de voz. Executar funções de Configuração, supervisão e Funções de Terminação de Chamadas. “ Handoff ” ou receber uma unidade móvel de outra Estação rádio-base, quando a chamada de voz se encontra em andamento.



101

13.8 EQUIPAMENTO DA ESTAÇÃO RÁDIO-BASE

• Componentes de Hardware Significativos. • Rádios de Voz - utilizados para percurso de voz nas chamadas entre estações

rádio-base e unidades móveis. • Rádios de Controle - utilizados para configurar as chamadas. • Rádios de Localização - utilizados para localizar as unidades móveis. • Potência de saída do transmissor e complexo da antena. • Frente de recepção final e complexo da antena. • Troncos de voz - percursos de voz nas chamadas entre estações rádio-base e a

MTSO. • Complexo de controle de rádio - Estação rádio-base controladora do processador

principal. • Enlaces de dados - percursos de Comunicação entre estações rádio-base e a

MTSO. • Equipamentos de manutenção e teste - utilizados para a execução de rotinas de

teste e manutenção, dos equipamentos da Estação rádio-base. Componentes de R.F.

Rádios • Fontes de freqüência. Distribuição de R.F. • amplificador de potência. • combinadores. Antenas • omnidirecionais e direcionais. • torre e cabo coaxial.



102

Componentes de canal de áudio.

• Troncos de voz até a MTSO Componentes de controle:

• Controlador da Estação rádio-base. • Enlaces de dados até a CCC.

Outros Componentes:

• Fontes de alimentação. • Alarmes.

13.9 CONTROLE DINÂMICO DE POTÊNCIA

O controle dinâmico de potência é um recurso que possibilita o sistema ajustar automaticamente o nível de potência do transmissor da unidade do assinante e do rádio de voz da estação rádio-base, enquanto uma chamada está em andamento em um canal de voz. Sem o controle dinâmico da potência, cada radiotransmissor de estação rádio-base iria operar a um nível de potência fixo, durante todas as chamadas, e cada transmissor de unidade móvel permaneceria ao nível de potência fixa associado ao canal de voz que estivesse atendendo. Esses níveis de potência fixos são referidos como normais ou default do transmissor e são regulados independentemente. O controle dinâmico da potência possibilita ao sistema elevar ou reduzir os níveis de potência dos transmissores, em patamares de 4 dB acima ou abaixo dos valores normais para cada chamada. A potência pode ser elevada (incrementada) ou diminuída (atenuada). O controle dinâmico da potência regula a potência do transmissor da unidade móvel ou da estação rádio-base. Na estação rádio-base, é necessário um amplificador de potência programável de 45 W, para o controle dinâmico. Controle Dinâmico de Potência Estação Rádio-base • patamares de 4 dB (0 a 7) • nível 0 de potência: 45 W de amplificação programada



103

Transmissor Móvel • patamares de 4 dB (0 a 7) • nível 0 de potência: 3 W (Classe I) Benefícios do Controle Dinâmico de Potência • Interferência de RF - Elevando-se a potência do transmissor de uma unidade

móvel, é possível se intensificar a C/I para uma unidade móvel próxima do limite da célula. Por outro lado, se o sinal recebido da unidade móvel for muito forte, torna-se útil atenuar o sinal, de forma a reduzir a interferência devida ao sinal, no co-canal e nos canais adjacentes.

Exemplo: Uma unidade portátil em um edifício muito alto requer menos potência de transmissão nos pisos mais altos e maior potência de transmissão ao nível do solo.

Para as unidades portáteis com baterias, a utilização de uma potência reduzida incrementa a vida útil das baterias. Sobrecarga do Receptor - Os receptores são projetados para determinados níveis de potência de recepção ( -130 dBm a -30 dBm, por exemplo, nos receptores de estação radio-base). Se o sinal recebido exceder o limite superior dessa faixa, diz-se que ele fica sobrecarregado. O receptor fica então com a sensibilidade reduzida, de forma que os sinais que seriam normalmente fáceis de detetar não são mais detetados. Além disso, se forem recebidos na estação rádio-base dois sinais igualmente fortes, um deles será recebido também na freqüência modulada e resultará em diafonia nessa freqüência. isso é conhecido como diafonia por intermodulação. Os sinais recebidos pela antena da estação rádio-base não devem exceder -60 dBm. Uma situação reconhecidamente causadora de sobrecarga é a presença de uma rodovia elevada muito próxima a estação rádio-base ,quando existir um percurso de transmissão curto e direto entre a estação rádio-base e uma unidade móvel em trânsito. Além disso, um sinal excessivamente forte pode colocar a extremidade dianteira do receptor na região de operação não linear, causando distorção e diafonia por intermodulação. A faixa de sinais de entrada aceitáveis é conhecida como faixa dinâmica do receptor.



104

Controle Dinâmico de Potência - Benefícios: • Controlar a interferência; • Incrementar a vida útil das baterias das unidades portáteis; • Controlar a sobrecarga do receptor 13.10 ARQUITETURA DA ESTAÇÃO RÁDIO-BASE VISÃO GERAL



105

14 CENTRAL DE COMUTAÇÃO E CONTROLE –CCC-

14.1 COMPONENTES DO SISTEMA CELULAR

Unidade de Assinante (Aparelho). • Unidade de controle • Transceptor • Sistema de Antena Estação Rádio-base. • Rádio de controle • Rádios de localização • Transceptores de rádio. • Enlaces de dados / troncos de voz. • Antenas direcionais e omnidirecionais • Equipamentos de Manutenção e testes. CCC • Processador celular. • Central celular • Interfaces Estação rádio-base/Rede Pública de Comutação. A CCC (MTSO) controla não apenas as comunicações com a Rede Pública de Comutação fixa (PSTN), como também atua como comutador de mensagens para a Comunicação entre as estações rádio-base. CCC ou MTSO - Central de Telefonia Móvel (Mobile Telephone Switching Office). PSTN - Rede de Telefone Público Comutado (Public Switched Telephone Network).



106

14.2 ESQUEMA DOS COMPONENTES DA CCC



107

14.3 FUNÇÕES DA CCC - PROCESSAMENTO DE CHAMADAS

• Fornecer conexão comutadas com a PSTN. ( Rede Pública de Comutação). • Fornecer conexões comutadas entre assinantes móveis. • Administrar a utilização dos canais de rádio de voz. • Fornecer a coordenação sobre a sinalização com as unidades móveis. • Coordenar o processo de localização intercelular e intracelular e resultante “

Handoff” • Fornecer serviços especiais aos usuários móveis. 14.4 FUNÇÕES ADMINISTRATIVAS E DE MANUTENÇÃO TÍPICAS DA CCC

Coletar dados de bilhetagem. • Chamadas originadas pela unidade móvel. • Chamadas recebidas pela unidade móvel. Coletar dados de tráfego. • Contagem do número de tentativas. • Conclusão das chamadas. Provisionamento / ordem de serviço. • Número de lista da unidade móvel. • Dados de classificação de bilhetagem. • Serviços especiais por assinatura. • Atribuição de troncos / estação rádio-base. • Atividade de alteração recentes. Manutenção • Reconhecimento de falhas e recuperação de erros. • Diagnóstico, setorização e isolamento de falhas. • Rotinas de testes / exercícios do sistema, para detecção de problemas transitórios.



108

14.5 INFORMAÇÕES ANALÓGICAS PELO CANAL DE VOZ

Quando uma chamada já foi estabelecida no canal de voz, torna-se necessário transmitir outras informações além daquelas da conversação, entre a unidade móvel e estação rádio base, isso é conseguido através de sinalização tanto analógica quanto digital. Existem dois tipos de sinais analógicos, o primeiro deles é chamado Tom de Áudio Supervisor (SAT). Na realidade, são utilizados três tons SAT diferentes, constituídos por tons contínuos de 5070 Hz ou 6030 Hz. É atribuído um tom específico a cada canal de voz, em cada estação rádio-base. A finalidade desse tom é atuar como controle de continuidade no enlace de rádio. Quando uma rádio de voz é atribuído a uma chamada, o transmissor da estação rádio-base sobrepõe a freqüência do SAT acima do sinal de voz. O tom não é audível para as pessoas envolvidas na conversação. A unidade móvel deteta o SAT no sinal que recebe e retransmite-o de volta para a estação rádio-base. Quando detecta o SAT correto retomando a unidade móvel, a estação rádio-base reconhece que está completo o enlace de RF do circuito de voz. Se o SAT desaparecer durante um intervalo superior ao especificado, presume-se que alguma coisa interrompeu o enlace de RF e a chamada é desconectada. O segundo sinal analógico é chamado tom de sinalização (ST). Este tom é sempre de 10 kHz. Ele é ativado pela unidade móvel durante intervalos de tempo específicos, para comunicar informações à esta rádio-base, por exemplo, a Unidade Móvel ativa o ST 1,8 segundos antes de desativar a transmissão ao fim de uma conversação. Isso informa à estação rádio-base que a unidade móvel está liberando a chamada. Tom de Áudio Supervisão (SAT) • 5970 Hz • 6000 Hz • 6030 Hz Tom de Sinalização • 10 kHz



109

14.6 SINALIZAÇÃO DIGITAL NO CANAL DE VOZ

A sinalização digital também é realizada ao longo do canal de voz, utilizando-se uma técnica chamada black and burst (apagamento e seqüência). Isso significa que o sinal de voz é momentaneamente interrompido ou “blancked” (apagado). Durante essa interrupção, é transmitido uma seqüência de informações digitais, novamente a uma velocidade de 10 kbits/s, ao invés da voz. A transmissão digital, incluindo seqüência intercalada, sinal de sincronismo e repetições, dos bits de mensagem, leva apenas uma fração de segundo. Na maioria dos casos, as pessoas envolvidas na conversação não percebem a interrupção. Pode ficar perdida no máximo parte de uma sílaba. Existe uma série de usos para sinalização por black and burst. Provavelmente a ocorrência mais comum é o controle da potência transmitida pela unidade móvel, utilizando a característica de controle dinâmico da potência dos sistemas celulares. Nesse caso, a estação rádio-base enviam um comando para as unidades móveis, orientando-se a modificar sua potência de transmissão para um nível especificado. Isso é feito por meio de uma seqüência de black and burst. A estação rádio-base envia o comando e a unidade móvel confirma que recebeu a mensagem. Um uso muito importante da sinalização black and burst, na direção direta (estação rádio-base para unidade móvel), encontra-se no processo de “Handoff”. Quando é necessário transferir uma chamada de uma estação rádio-base para outra, a estação cedente envia uma mensagem de black and burst para a unidade móvel, obrigando-a a sintonizar um novo canal. O número do novo canal é transmitido à unidade móvel na própria mensagem. Um exemplo de black and burst na direção reversa (unidade móvel para a estação rádio-base) é o recurso da chamada de conferência a três. Para utilizar esta característica durante uma conversação estabelecida, o assinante da unidade móvel tecla o número de lista do terceiro participante que ele deseja incorporar à conversação e então aperta o botão SEND. A unidade móvel irá gerar inicialmente um sinal intermitente para a estação rádio-base, ativando momentaneamente o tom de sinalização. A estação rádio-base responderá com uma mensagem black and burst de envio dos dígitos teclados. A unidade móvel enviará então uma seqüência de black and burst no canal de voz reverso, para transmitir o número teclado à estação rádio-base. A estação rádio-base transferirá os dados para a CCC, onde o terceiro participante será incluído na conversação. Sinalização Digital no Canal de Voz • Black-and-burst - Fluxo de mensagem digital de 10 kbits/s.



110

Tipos de mensagens: • Solicitação. • Confirmação de solicitação. • Designação de canal de voz para “handoff”. • Número de lista do terceiro participante chamado. • Número de lista de transferência de chamada (call forwarding). 14.7 CHAMADA ORIGINADA PELO MÓVEL

1. No estado livre, o móvel fica sintonizado no canal de controle. Quando o

assinante efetuar a discagem e pressionar a tecla SEND, o móvel faz a varredura dos canais de controle, captura aquele com nível de sinal mais forte e envia a mensagem de originação.

2. Na mensagem de originação, a CCC recebe o número de células setor e envia

à ERB a mensagem de designação do canal de voz. 3. Ao receber essa mensagem, a ERB liga o transmissor correspondente e inicia

o envio do SAT no canal de voz designado. A ERB também envia ao móvel a mensagem de designação ao canal de voz.

4. O móvel então sintoniza este canal de voz e retransmite o SAT para a ERB. 5. A ERB recebendo de volta o SAT entende que o móvel sintonizou o canal

correto. A ERB envia então a mensagem SAT para a CCC. 6. A CCC analisa o número discado, captura um juntor de saída e se conecta à

rede pública. 7. Quando o processo de comutação da rede pública é terminado, a CCC recebe

o tom de chamada e o retransmite ao móvel via canal de voz. 8. No instante em que o assinante chamado atende, cessa o tom de chamada e

tem início a conversação.



111

14.8 CHAMADA TERMINADA NO MÓVEL

1. A chamada de entrada é recebida da rede pública através do juntor de entrada. A

CCC após determinar que o número chamado pertence a esta área de serviço, verifica se o móvel está no estado livre e envia:

• Sinal para a rede pública. • Mensagem de busca aos móveis via ERB

1. O móvel, ao receber a mensagem de busca, deve reconhecer seu número e

responder através da mensagem de resposta à busca. 2. Na mensagem de resposta à busca, a CCC recebe a informação do número da

célula/setor onde se encontra o móvel. Com esta informação, a CCC seleciona um canal de voz utilizado por esta célula/setor e envia à ERB a mensagem de designação do canal de voz.

3. Ao receber esta mensagem, a ERB liga o transmissor correspondente e inicia o

envio do SAT no canal designado. A ERB também envia ao móvel a mensagem de designação do canal de voz.

4. O móvel então sintoniza este canal de voz e retransmite o SAT para a ERB. 5. A ERB recebendo de volta o SAT, entende que o móvel sintonizou o canal correto.

A ERB envia então a mensagem de alerta. 6. A CCC inicia o envio da corrente de toque ao assinante chamado, ao mesmo

tempo em que o móvel envia o tom SAT à ERB. A ERB retransmite essa informação à CCC através da mensagem de tom de controle de chamada.

7. Quando o assinante chamado atende o móvel cessa o envio do tom e a ERB

retransmite esta informação à CCC através da mensagem de tom de controle de chamada OFF e tem início a conversação.



112

14.9 DESCONEXÃO À PARTIR DO MÓVEL

1. Terminada a conversação, o assinante pressiona a tecla END. O móvel envia o ST

durante 1,8s. 2. A ERB recebe o ST e envia esta informação à CCC através da mensagem de

desligar portadora. 3. A CCC recebendo esta mensagem, envia o sinal de linha de desconexão para a

rede pública e a mensagem de canal de voz vago para a ERB. 4. A ERB desliga o Transmissor correspondente e termina a supervisão do SAT,

colocando o canal de voz no estado vago. 14.10 DESCONEXÃO À PARTIR DA REDE PÚBLICA

1. Terminada a conversação, a CCC recebe o sinal de desconexão e envia ao móvel

via ERB a mensagem de liberação do canal de voz. 2. O móvel ao receber este sinal envia á ERB durante 1,8 s o ST. 3. A ERB recebe o ST e envia esta informação à CCC através da mensagem de

desligar portadora. 4. A CCC envia então à ERB a informação: mensagem de canal de voz vago. 5. Recebendo essa mensagem a ERB desliga o transmissor correspondente e

termina a supervisão do SAT, colocando o canal de voz no estado vago.



113

14.11 REGISTRO E MÓVEL EM SERVIÇO NO ESTADO DE REPOUSO

Passo CCC ERB Móvel 1 Ligar o móvel (power on), indica “NO SERVICE” 2 Varre canais de dados primários medindo RSSI 3 Se o nível de RSSI não é aceitável varre canais secundários para RSSI 4 Sintoniza canal mais forte e decodifica os dados 5 Se os dados não puderem ser decodificados vai ao passo 2 6 Determina situação de HOME ou ROAM e indica situação de ROAM 7 Apaga indicação de “NO SERVICE” 8 Móvel em serviço pronto para receber ou fazer chamada 9 Reinicia varredura após determinado período. (passo 2)

14.12 ORIGINAÇÃO DE CHAMADAS A PARTIR DA UNIDADE MÓVEL

Passo CCC ERB Móvel 1 Móvel em serviço no estado

de repouso (pronto para realizar uma chamada).

2 Usuário digita o número telefônico e preciona a tecla “SEND”

3 Envio do MIN e do número do telefone chamado para a ERB via canal de controle reverso

4 Libera solicitação de serviço à CCC 5 Verifica se ESN e

MIN são válidos

6 Seleciona canal de voz desocupado para a ERB e para o móvel

7 Notifica o móvel do canal de voz a utilizar via canal de controle direto

8 Prepara o canal de voz e transmite SAT Sintoniza o canal de voz designado

9 Detecta e verifica SAT. Retransmite SAT à ERB.

10 Detecta e verifica SAT 11 Coloca a situação de “fora-de-gancho”

do tronco de voz até CCC

12 Detecta “fora-de-gancho”

13 Completa chamada através da rede



114

14.13 ORIGINAÇÃO DE CHAMADAS PARA A UNIDADE MÓVEL

Passo CCC ERB Móvel

1 Móvel em serviço no estado de repouso (pronto para realizar uma chamada).

2 Recebe chamada dirigida ao móvel e envia mensagem de paging a todas as células

3 Células enviam page ao móvel

4 Móvel detecta page e ocupa o canal de controle mais forte usando RSSI

5 Libera solicitação de serviço à CCC

6 Verifica se ESN e MIN são válidos

8 Seleciona canal de voz desocupado para a ERB e para o móvel

9 Notifica o móvel do canal de voz a utilizar via canal de controle direto

10 Prepara o canal de voz e transmite SAT

Sintoniza o canal de voz designado.

11 Detecta e verifica SAT. Retransmite SAT à ERB.

12 Detecta e verifica SAT 13 Coloca situação de “fora-

do-gancho” no tronco de voz até a CCC.

14 Detecta “fora-do-gancho” e envia ordem de alerta.

15 Envia ordem de alerta ao móvel via blank-and-burst no canal de voz.

16 Gera tom de toque e envia ST à ERB

17 Envia ST à CCC 18 Envia toque de chamada

ao chamador

19 Usuário responde à chamada Alerta e ST são desligados.

20 Detecta ausência de ST informa à CCC.

21 Completa a chamada através da rede.



115

14.14 LIBERAÇÃO DE CHAMADAS

Passo CCC ERB Móvel

1 Unidade móvel ou chamador terminam a chamada

Unidade móvel ou chamador terminam a chamada

2 Ordem de liberação enviada ao móvel

3 Audio do móvel é emudecido e tom ST transmitido com SAT durante 1,8s.

4 Móvel para de transmitir e retorna ao estado em serviço na condição de repouso.



116

15 CONCEITO DE ENGENHARIA CELULAR 15.1 CONCEITO DE REUTILIZAÇÃO DA FREQÜÊNCIA

O problema tradicional em um rádio móvel é o aparente conflito entre as exigências de cobertura de área e a capacidade do usuário. Admitindo-se um determinado número de canais numa faixa de freqüências, qual deverá ser o tamanho da área coberta e quantos usuários deverão ser admitidos? Se uma estação base tiver que fornecer atendimento às unidades móveis em uma grande área, ela terá que dispor de alta potência e estar localizada no ponto mais elevado da área cuja cobertura é exigida. No entanto, os canais alocados ao local de transmissão não poderão ser reutilizados para um serviço semelhante, até uma considerável distância. Nesse caso, a única forma de incrementar a capacidade será utilizar um amplo espectro. Disso deriva o conceito de reutilização de freqüência-viabilizado restringindo-se a potência do transmissor da estação base e utilizando-se repetidamente a freqüência, na mesma área geral de um sistema. Os parâmetros de projeto são os seguintes:

• Interferência de co-canal - interferência entre sinais que possuem a mesma freqüência.

• Interferência de canal adjacente - interferência entre sinais que possuem freqüências muito próximas.

Exemplo: Canal 1, com freqüências de 825,030 MHz e 870,030 MHz. Canal 2, com freqüências de 825,060 MHz e 870,060 MHz. Os canais 1 e 2 são canais adjacentes. Os sinais que possuam freqüências de canal 1 825,030 MHz (unidade móvel) e 870,030 MHz (estação base) são sinais de co-canal. 15.2 MAPAS DE ESTAÇÃO RÁDIO-BASE NO MUNDO REAL

Todas as células são consideradas hexágonas, numa discussão teórica. Na realidade entretanto, as células raramente tem a forma hexagonal. A geometria de cada célula depende do contorno e topografia do terreno, da presença ou não de



117

água, folhagem, estruturas feitas pelo homem - altura e densidade - e localização e altura da antena. 15.3 CÉLULA DIRECIONAL

ANTENA DE 120°°°°

A célula direcional pode ser construída a partir de uma célula omnidirecional. instalando-se antenas direcionais na estação rádio base.

• A antena omnidirecional irradia e recebe sinais de todas as direções. • A antena direcional irradia e recebe sinais de uma determinada direção. • A antena é vertical (polarização vertical) porquê os sinais irradiados

verticalmente não podem atingir a unidade móvel. Apenas os sinais irradiados perpendicularmente à antena são passíveis de atingir a unidade móvel.

Tipicamente, são utilizadas antenas direcionais de 120°, para um agrupamento de células K=7. O padrão de reutilização da freqüência K=7, com antenas direcionais de 120° requer um conjunto de 3 x 7 = 21 canais.

ANTENA DE 60°°°° Ao invés de se construir três antenas direcionais de 120° numa estação rádio-base, podemos instalar antenas de seis setores, cada um deles cobrindo um ângulo, reduzindo assim ainda mais a interferência do co-canal. No entanto, para que haja uma eficiência de entroncamento razoável, as antenas de seis setores são usadas com agrupamento de células K=4. Os arranjos de antenas de seis setores com padrão de agrupamento de células K=4, são geralmente usados por vários fabricantes de sistemas celulares. 15.4 DIVISÃO DAS CÉLULAS

A divisão das células torna-se necessária quando a carga de tráfego suportada pelas células originais excedem sua capacidade. Na divisão das células a distância entre as estações rádio-base adjacentes é reduzida a metade e a área de cobertura



118

nominal da célula recém estabelecida fica reduzida a um quarto da área anteriormente coberta da estação rádio-base, anteriormente existente. Assim, a densidade de estações rádio-base fica quadruplicada. Idealmente, as localizações das novas estações rádio-base ficarão a meio caminho, entre as estações vizinhas já existentes. A divisão das células pode suportar quatro vezes o volume de tráfego suportado pelas células existentes. Nem todas as células existentes precisam ser desdobradas simultaneamente. São candidatas ao desdobramento, apenas as células que tiverem sobrecarga de tráfego. A atribuição de canais para as células desdobradas 120º (mantendo-se o padrão de atribuição K=7). No entanto a atribuição de canais poderá ser K=4 ou K=3, utilizando-se antenas direcionais, com um pequeno prejuízo para a relação C/I (canal/interferência). 15.5 RESUMO

• As células de foram hexagonal são encontradas muito raramente nos

sistemas reais. • Podemos esquematizar estações rádio-base com diferentes padrões de

reutilização, dependendo de K=3, 4, 7, 19, etc. • Para se reduzir a interferência do co-canal, são utilizadas antenas

direcionais. No entanto, existe um impacto sobre a capacidade de transporte de chamadas de cada face da antena. A utilização de antenas direcionais incrementa a probabilidade de “handoff”. Isso incrementa a carga sobre o sistema e pode, em última instância degradar o seu desempenho.

• A divisão torna-se necessária quando uma determinada célula não consegue suportar uma carga de tráfego (mesmo depois de se adicionar a ela outros canais de rádio). As células superpostas tornam-se necessárias quando nem todas as células são divididas ao mesmo tempo.

• Quando coexistem células de tamanho grande e pequeno, a atribuição de freqüência às células menores deverá ser cuidadosamente executada. Nesses casos teremos células duplas utilizando freqüências diferentes, dentro do software. Não é necessário nenhum hardware adicional para as células duplas.

• O compartilhamento da reutilização pode ser utilizado para as estações rádio-base duplas. A implementação do compartilhamento da reutilização incrementa a capacidade do sistema, sem afetar significantemente seu desempenho.

• Padrões diferentes de reutilização da freqüência: • interferência do co-canal • eficiência de entroncamento • custo



119

• Tipos diferentes de estação rádio-base: • Omnidirecionais • 3 faces • 6 setores

• Divisão da célula: • cuidados na atribuição da freqüência • estação rádio-base superpostas (duplas)

• Compartilhamento da reutilização.

“Entre os empresários e executivos da Comunidade Econômica Européia, corre

uma estorinha segundo a qual, no futuro, ao nascer, todo o cidadão receberá um telefone celular,

que o acompanhará pelo resto da vida.

Se um dia, o aparelho não responder, é porque o indivíduo está morto.”

Folha de São Paulo - 05/05/92



120

16 HISTÓRICO DO SISTEMA MÓVEL CELULAR

16.1 A EVOLUÇÃO NAS COMUNICAÇÕES CELULARES

16.1.1 Primeira Geração de Sistemas Móveis

A partir de sua primeira geração o serviço celular passou a funcionar através da divisão de uma cidade ou região em pequenas áreas geográficas denominadas células, sendo cada uma delas servida pelo seu próprio conjunto de rádios transmissores e receptores de baixa potência. Quando a chamada de um celular alcança uma torre de transmissão e recepção, a mesma é transferida para o sistema de telefonia fixa regular. Cada célula possui diversos canais com o objetivo de prover serviços para muitos usuários simultaneamente. À medida em que um usuário se movimenta na cidade, o sinal do seu telefone celular passa automaticamente de uma célula para outra, sem sofrer interrupção.

Os Laboratórios Bell, da AT&T, desenvolveram o conceito do celular em 1947, sendo que em 1970 a própria AT&T propôs a construção do primeiro sistema telefônico celular de alta capacidade que ficou conhecido pela sigla AMPS, ou seja, Advanced Mobile Phone Service. Em 13 de Outubro de 1983, o primeiro sistema celular nos EUA entrava em operação comercial em Chicago. No entanto, a NTT (Nippon Telephone & Telegraph) havia se antecipado colocando um sistema semelhante ao AMPS em operação em 1979 na cidade de Tóquio, no Japão.

Na Europa a primeira geração de sistemas celulares era composta de diversos sistemas. O NMT (Nordic Mobile Telecommunications), adotado por diversos outros países além dos nórdicos, o TACS (Total Access Communications System), no Reino Unido, Itália, Áustria, Espanha e Irlanda, o C-450 na Alemanha e Portugal, o Radiocom 2000 na França e o RTMS na Itália. Todos esses sistemas eram bastante parecidos entre si, sendo que as principais diferenças concentravam-se no uso do espectro de freqüência e no espaçamento entre canais. O AMPS, por exemplo, opera na faixa de 869-894 MHz para recepção e 824-849 MHz para transmissão; o NMT-450 opera na faixa de 463-468 MHz para recepção e 453-458 MHz para transmissão enquanto que o NMT-900 utiliza a faixa de 935-960 MHz para recepção e 890-915 MHz para transmissão, etc. Com relação ao espaçamento entre os canais pode-se citar, por exemplo, o AMPS que adota 30 kHz, o TACS e vários outros que adotam 25 kHz, etc.

Essa primeira geração de sistemas celulares caracterizava-se basicamente por ser analógica, utilizando modulação em freqüência para voz e modulação digital FSK (Frequency Shift Keying) para sinalização. O acesso à canalização é obtido através do FDMA (Frequency Division Multiple Access). O tamanho das células situa-se na faixa de 500 metros a 10 quilômetros, sendo permitido o "handoff" ou "handover"



121

(permite a transferência automática de ligações de uma célula para outra). Possibilita igualmente o "roaming" (transferência automática de ligações entre sistemas) entre os diferentes provedores de serviço, desde que adotem o mesmo sistema.

16.1.2 Segunda Geração de Sistemas Móveis

Em função da pressão de demanda, particularmente nos EUA, onde o sistema

analógico havia atingido o limite de sua capacidade nas maiores áreas metropolitanas, e pela necessidade de se ter um sistema Pan Europeu na Europa, foi necessário dar início ao desenvolvimento de sistemas digitais que em princípio, além da maior capacidade, ofereciam as seguintes vantagens sobre os analógicos: técnicas de codificação digital de voz mais poderosas, maior eficiência espectral, melhor qualidade de voz, trabalham com bastante facilidade a comunicação de dados e facilitam significativamente a criptografia da informação transmitida.

Como resultado desse esforço, surgiram os sistemas GSM (Groupe Speciale Mobile/Global System for Mobile Communications) na Europa, o TDMA (Time Division Multiple Access), o CDMA (Code Division Multiple Access) nos EUA e o PDC (Japanese Personal Digital Cellular) no Japão.

O TDMA opera dividindo o tempo de um canal, que opera em uma determinada freqüência, em um certo número de partes e designando cada uma das diversas conversações telefônicas para cada uma dessas partes.

O CDMA, um forte concorrente do TDMA, é um sistema proprietário desenvolvido pela empresa QUALCOMM, baseada em San Diego, nos EUA. O sistema utiliza a técnica de espalhamento espectral e foi originalmente utilizado pelos militares para espalhar o sinal em uma faixa de espectro bastante larga, tornando as transmissões difíceis de interceptar ou mesmo interferir.

Existe também o CDMA de banda larga (Broadband CDMA ou B-CDMA), estando as patentes em poder da empresa InterDigital. Essencialmente, o B-CDMA opera partilhando o espectro de freqüência com as demais tecnologias celulares existentes.

O GSM foi adotado como padrão Europeu em meados dos anos 80 e introduzido comercialmente em 1992, operando na faixa de freqüência 935-960 MHz para recepção e 890-915 MHz para transmissão. O GSM possui uma arquitetura aberta, o que permite a combinação de equipamentos de diferentes fabricantes, possibilitando assim a manutenção de preços baixos. A seu favor, contabiliza-se ainda uma larga infra-estrutura já implantada de mais de US$ 50 bilhões de dólares, com mais de 150 redes celulares do tipo GSM-900, DCS-1800 e PCS-1900 com mais de 57 milhões de assinantes distribuídos em 98 países; mais de 45 milhões de assinantes se concentram somente na Europa Ocidental (23 países). O GSM é hoje, indiscutivelmente, o padrão mais popular implementado mundialmente.



122

Em resumo, os serviços de comunicações de segunda geração são baseados em sistemas de alto desempenho, alguns com capacidade, no mínimo, três vezes superior à dos sistemas de primeira geração. Caracterizam-se, em geral, pela utilização de tecnologia digital para transmissão tanto de voz quanto de sinalização.

Além dos sistemas celulares vistos até aqui, existe ainda uma outra linha de desenvolvimento, conhecida como "cordless systems" ou "cordless telephones", ou seja, sistemas sem fio ou telefones sem fio, ou ainda CT. Esses sistemas têm experimentado diferentes níveis de sucesso ao longo do tempo e encontram-se em uso em milhões de residências ao redor do mundo.

Estima-se que nos EUA existam mais de 60 milhões de telefones sem fio, dos mais diferentes tipos e/ou modelos. O seu uso era considerado ilegal na Europa nos anos 80, embora certamente um considerável número de aparelhos operasse em milhares de residências. Surgiu então um padrão europeu, o CT1 (Cordless Telephone 1), com 80 canais, operando nas faixas 914-915 MHz (móvel para base) e 959-960 MHz (base para móvel).

Vários novos padrões se sucederam ao CT1 e foram considerados digitais na medida em que digitalizavam o tráfego de voz para transmissão sobre a interface aérea. Uma das suas principais atrações é a qualidade do sinal, que é enviada a uma taxa de 32 kbit/s - os sistemas celulares digitais convencionais adotam geralmente taxas de até 13 kbit/s. Dentre esses padrões convém ressaltar o CT2 (Cordless Telephone 2), o DECT (Digital European Cordless Telephone), o PHS (Personal Handyphone System) desenvolvido no Japão e o PACS (Personal Access Communications Services ) proposto pelo Bellcore nos EUA.

O CT2 foi projetado para uso em ambientes domésticos e empresariais e pode ser usado como teleponto, ou seja, oferece ao usuário a possibilidade, quando este estiver próximo de cabinas ou postes devidamente equipados, de ingressar na rede de telefonia pública comum. O DECT oferece uma estrutura de comunicações sem fio para alta densidade de tráfego, telecomunicações de curta distância e cobre uma ampla gama de aplicações e ambientes. O PACS suporta serviços de voz, dados e imagens de vídeo para uso em interiores e microcélulas.

Como resposta à má qualidade de serviço oferecida por sistemas analógicos, à sua inabilidade de adequar capacidade à demanda e à elitização de seus serviços dada a exorbitância dos preços, surgiu, na Inglaterra, em 1989, o conceito PCN (Personal Communications Network). O "Department of Trade and Industry" (DTI), órgão governamental responsável pelo setor de telecomunicações do Reino Unido, disparou um processo de consulta sobre o desenvolvimento de um sistema rádio que fornecesse serviços bidirecionais de telecomunicações de alta qualidade, para ambientes fixos e móveis, a um custo acessível. A meta era o mercado de massa, constituído potencialmente por milhões de usuários, promovendo, desta forma, uma competição com o sistema celular. A arquitetura do sistema seria suportada por uma ampla estrutura microcelular para possibilitar o uso de terminais de baixa potência e,



123

conseqüentemente, leves para serem transportados no bolso (pocket-size). A faixa de freqüência mais adequada estaria entre 1,7 e 2,3 GHz, por estar menos congestionada que a faixa do celular convencional, em torno dos 900 MHz, e a atenuação adicional da nova faixa seria compensada pela menor dimensão das células. Nos EUA, esse serviço, que pretende ser cada vez mais o meio de comunicações entre pessoas e não entre lugares ficou, conhecido como PCS (Personal Communications Service). O termo PERSONAL ou PESSOAIS é visto como ponto-chave em termos mercadológicos porque captura a imaginação e inspira liberdade, individualidade e algo feito sob medida. As operadoras vêem nessa solução uma forma de melhorar os serviços já oferecidos onde se incluem atualmente os celulares, os "pagers" e a própria rede fixa de telefonia convencional.

Na Europa, as primeiras aplicações de PCS surgiram no final de 1993 com o sistema DCS-1800, uma variante do GSM operando com potências menores e em uma faixa de freqüência mais alta. Em janeiro de 1998, apenas na Alemanha, França e Inglaterra, existiam cerca de 3,7 milhões de assinantes nessa tecnologia.

16.1.3 Terceira Geração de Sistemas Móveis

Mesmo não estando ainda os sistemas de segunda geração totalmente amadurecidos e firmemente estabelecidos, já se trabalha intensamente no desenvolvimento da terceira geração. Este trabalho está sendo liderado mais uma vez pela Europa e patrocinado pelo ITUR (International Telecommunications Union - Radiocommunications sector) e ETSI (European Telecommunications Standard Institute). O objetivo é criar um sistema móvel de terceira geração por volta do ano 2000. Esse sistema está sendo denominado UMTS (Universal Mobile Telecommunications System).

Progressos significativos já foram obtidos, como por exemplo a reserva de 230 MHz de espectro, com a aprovação de 127 países, na "World Administrative Radio Conference" (WARC) em 1992.

A topologia provável desse novo sistema será baseada em uma forma de arquitetura mista de células; células de tamanho variável serão implementadas com dimensionamento adequado para áreas geográficas específicas e em função das diferentes demandas de tráfego. Células diminutas, ou seja, picocélulas, instaladas em interiores, serão versões melhoradas das atuais tecnologias "cordless", com "handsets", isto é, aparelhos de assinante, bastante pequenos e leves; células maiores, ou seja, microcélulas e macrocélulas, poderão operar segundo características evoluídas a partir do GSM. "Handsets" diferentes precisarão reconhecer e operar indistintamente em pico, micro e macrocélulas. Ou seja, o objetivo é criar uma plataforma de rede SEM FIO, oferecendo aos usuários a possibilidade de acesso, através de ondas de rádio, como extensão do sistema telefônico do escritório quando se encontram no trabalho ou como telefone móvel



124

convencional quando se encontram ausentes ou ainda como telefone principal de suas residências quando estão em casa.

A evolução em direção aos serviços de telecomunicações móveis universais, UMTS, muito provavelmente, deverá ter como base a estrutura do GSM. Econômica e tecnicamente falando, a criação de um padrão independente para o UMTS seria injustificável dado o enorme investimento para a viabilização das redes celulares digitais já em uso.

O objetivo do UMTS é prover um padrão universal para as comunicações pessoais com o apelo do mercado de massa e com a qualidade de serviços eqüivalente à rede fixa. Na visão UMTS, um sistema de comunicações deverá suportar diversas facilidades: (1) portadoras realocáveis, banda atribuível sob demanda (por exemplo, 2 Mbps para comunicações em ambientes internos e pelo menos 144 kbps para ambientes externos); (2) variedade de tipos de tráfego compartilhando o mesmo meio; (3) tarifação adequada para aplicações multimídia; (4) serviços personalizados; (5) facilidade de implementação de novos serviços (por exemplo, utilizando ferramentas de rede inteligente); (6) WLL (Wireless Local Loop) de banda larga, etc. O WLL de banda estreita tem sido utilizado em substituição aos fios/cabos de cobre para conectar telefones e outros dispositivos de comunicação com a rede de telefonia comutada pública, ou PSTN (Public Switched Telephone Network).

O GSM já atende a alguns destes requisitos, a uma taxa de adesão da ordem de 50 mil assinaturas por dia e prevêem-se algumas centenas de milhões de usuários por volta de 2002, época prevista para a entrada em operação do UMTS. Sem dúvida, o emprego em larga escala da tecnologia não pode ser o único fator a ser ponderado na adoção de padrões. Especificamente em relação ao UMTS, três quesitos são de primordial importância: (1) rádio acesso de banda larga; (2) "roaming" inteligente; e (3) alta capacidade. O GSM, em sua evolução natural, tem plenas condições de atender também a esses quesitos.

Os delegados do ETSI reunidos em Paris em 29/01/98 concordaram com a adoção de um padrão de interface aérea para a terceira geração que incorpora elementos de duas tecnologias: W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) e TDMA/CDMA (híbrido de "Time Division Multiple Access/Code Division Multiple Access"). A versão detalhada da solução européia será apresentada à ITU (International Telecommunications Union) em junho de 1998. A rede básica do sistema deverá ter como base o GSM.

O projeto de um produto pessoal como o terminal de assinante para o celular ou PCS vem também se tornando num desafio crescente para a indústria. Os terminais têm se tornado cada vez menores, mais leves, as baterias têm durado mais e os novos modelos que surgem apresentam sempre uma série de novas características e funcionalidades.



125

A Hewlett-Packard Co. e outros estão tentando concentrar todas as funções de um telefone em um cartão de crédito comum. Os laboratórios de pesquisa da British Telecom, Reino Unido, estão desenvolvendo um comunicador pessoal como peça de vestuário e que combine vídeo, telefonia, comunicação de dados e um assistente digital pessoal, conhecido como PDA (Personal Digital Assistant).

A Sony vem trabalhando há anos num sistema que efetua traduções em tempo real, de forma que pessoas de países diferentes possam estabelecer uma conversação normal em línguas diferentes. Adicionalmente, todo esse poder de processamento deverá estar concentrado em um único "chip".

A AT&T, divisão de "Wireless Services", está introduzindo um equipamento que permite aos usuários enviar e receber dados em uma rede celular e que recebe "e-mails" no próprio terminal equipado com uma tela de cristal líquido, LCD (Liquid Crystal Display), com capacidade para três linhas. A Nortel já introduziu um terminal GSM que combina voz digital e serviço de dados e serve também como um organizador eletrônico pessoal. O novo "Nokia 9000 Communicator" pode enviar e receber "faxes", "e-mails" e mensagens curtas, ter acesso a serviços da Internet e bases de dados, públicas ou de corporações, funcionar como calendário, livro de endereços, bloco de rascunho e calculadora. A Alcatel e a Sharp Electronics desenvolveram terminais GSM equipados com telas com capacidade gráfica onde são apresentados ícones e teclados que permitem acesso a funções com apenas um toque.

A integração da tecnologia de computação com a de comunicações e a eletrônica de estado sólido deve se constituir na base para sistemas multimídia com fantásticos poderes de processamento. Virtualmente, dentro de algum tempo, qualquer indivíduo poderá ter acesso às comunicações sem fio e estará enviando ou recebendo "e-mails", "faxes", vídeo e, na maioria dos casos, utilizando dispositivos portáteis. Mais detalhes sobre o assunto podem ser encontrados, por exemplo, nas seguintes publicações:

• Hélio Waldman e Michel Daoud Yacoub: Telecomunicações - Princípios e Tendências, Editora Érica, 1997.

• Ron Schneiderman: Future talk - The changing wireless game, IEEE Press, 1997.

• Uyless Black: Emerging communications technologies, 2nd edition, Prentice Hall series in advanced communications technologies, 1997.



126

17 TECNOLOGIAS UTILIZADAS NA TELEFONIA CELULAR

17.1 CÉLULAS CDMA: PADRÃO DE REUSO UNIVERSAL

AMPS, TDMA e GSM CDMA Sistema AMPS - 3 setores, padrão de reuso de 7 células Sistema CDMA - 3 setores, padrão de reuso universal 17.2 MODULAÇÃO CDMA

Técnicas de Spread Spectrum Consiste em se combinar o sinal de informação com um código cuja taxa é bem superior.

Espalhamento Espectral Espectro necessário para o sinal Espectro necessário para o código Espectro necessário para o sinal + o código

1

1

1

1

1

1 1

3

1

2

4

5 6

7

f

f

f

A

A

A



127

17.3 ESQUEMA BÁSICO DO CDMA

Todos os equipamentos (Estação Rádio Base e Unidades Móveis) trabalham na mesma freqüência. O receptor recebe o sinal de todos Todos os sinais chegam superpostos. Só o código pode separá-los. 17.4 HANDOFF

AMPS e TDMA - Ocorre o handoff de uma célula para outra, ou seja a unidade móvel troca de célula de operação. CDMA - Ocorre o handoff entre os diferentes setores da mesma célula e também entre células. Além da possibilidade da unidade móvel trocar de célula de operação poderá dentro de uma mesma célula trocar de setor. Soft Handoff - CDMA - CDMA O telefone móvel não troca de freqüência de uma para outra célula CDMA. Hard Handoff - CDMA - CDMA O telefone troca de freqüência de uma para a outra célula CDMA. Hard Handoff - CDMA - AMPS O telefone troca de freqüência, de um canal digital para um canal analógico. Hard Handoff - AMPS - CDMA O telefone troca de freqüência, de um canal analógico para um canal digital. 17.5 PRIVACIDADE

AMPS - Vulnerável TDMA - Dificulta Pirataria CDMA - Praticamente Impossível 15.6 Qualidade de Voz



128

AMPS - Boa, sujeito a interferências TDMA - Pouco inferior, menos sujeito a interferências CDMA - Idêntico ao TDMA (vocoder 9,6 k bits/s). Melhor que o TDMA (vocoder 14,4 k bits/s). 17.6 CUSTO

AMPS - Baixo custo das Estações Móveis e Estações Rádio Base. TDMA - Baixo custo das Estações Rádio Base. Alto custo das Estações Móveis. CDMA - Alto custo das Estações Móveis e Estações Rádio Base. 17.7 FACILIDADES

AMPS - Nenhuma facilidade adicional. TDMA e CDMA - Interceptação de número chamador. Pager. Caixa Postal (identificação). 17.8 REFLEXOS PARA O USUÁRIO DA TECNOLOGIA DIGITAL

� Qualidade de voz � Menor consumo de bateria � Novos serviços

• Identificação usuário chamador • Identificação de mensagem no Correio de Voz (Caixa Postal Inteligente) • Pager • Fax • WAP



129

17.9 W - CDMA

Regulamentação: • ITU-T (INTERNATIONAL TELECOMMUNICATION UNION)

• IMT2000 (INTERNATIONAL MOBILE TELECOM) ou FPLMTS (FUTURE PUBLIC

LAND MOBILE TELECOM SYSTEMS). • 1875-1975 MHz e 2110-2160 MHz.

• ETSI (EUROPEAN TELECOMS STANDARDS INSTITUTE)

• UMTS (UNIVERSAL MOBILE TELECOMS SYSTEM) • 1925-1975 MHHz E 2110-2170 MHz.

Taxas de Dados do W - CDMA:

• 144 kbps • 384 kbps • 2 Mbps

O primeiro teste de campo do W-CDMA foi realizado no Japão. Características do teste: • W-CDMA de 5 MHz de Largura de Banda. • Ericsson + Nokia, Matsushita e NEC. • Em Abril de 1998 foram realizados testes INDOOR • Em Outubro de 1998 foram realizados testes OUTDOOR



130

18 PAGING

18.1 INTRODUÇÃO

Paging é um sistema de telecomunicações sem fio, cujas características são:

• Unidirecional; • Recepção instantânea; • Portátil; • Excelente relação custo benefício; • Melhor penetração em edificações; • Bateria de longa duração;

Benefícios do Paging:

• Privacidade; • Memória (Follow-UP); • Velocidade; • Desafogamento das Linhas Telefônicas; • Economia de Tempo; • Agenda Eletrônica; • Chamadas em Grupo; • Baixo Custo; • Serviços Agregados



131

18.2 SISTEMA DE COMUNICAÇÃO SEM FIO

PAGING CELULAR TRUNKING

Comunicação Unidirecional Bidirecional Bidirecional Custo Fixo Variável Variável Privacidade Total Parcial Parcial Portabilidade Ótima Boa Boa Duração da Bateria Longa Curta Curta Chamada Grupo Sim Não Sim



132

18.3 SISTEMA DE COMUNICAÇÃO SEM FIO

TIPO VANTAGENS DESVANTAGENS PAGING • baixo custo

• total privacidade • acesso a grupos • memória • portabilidade • bateria

• unidirecional • garantia de recepção da mensagem

CELULAR • bidirecional

• status • portabilidade

• alto custo • pouca privacidade • cobertura limitada • baixa penetração • bateria

TRUNKING • bidirecional

• acesso a grupos • cobertura limitada • acesso restrito • sem privacidade • tamanho • bateria

SISTEMAS DE COMUNICAÇÃO


133

18.4 HISTÓRICO

• 1921 - Início das Telecomunicações sem fio - Rádio Móvel da Polícia de Detroit -

USA; • Anos 70 - Operação do 1º sistema no Brasil - “BIP” Intelco S/A; • 1976 - Criação do protocolo POCSAG; • Anos 80 - Operação do 1º sistema alfanumérico POCSAG no Brasil; • 1995 - Criação dos protocolos Flex, Reflex e Inflexion. Visão Geral do Pager: • Os primeiros sistemas eram não seletivos e assistidos por voz; • Depois disto vieram os sistemas seletivos assistidos por operador - microdiapasão; • Sistemas seletivos assistidos ou não por operador para o protocolo POCSAG

(Tom, Voz, Numérico e Alfanumérico). TOM: Economia do uso do espectro ao tempo; Não sabe quem ligou VOZ: Recebimento agradável; Ocupa muito espectro; Alcance limitado NUMÉRICO: Econômico (preço e uso do espectro); Objetiva a mensagem. ALFANUMÉRICO: Cairam bem ao gosto do brasileiro; Ocupam espectro.



134

18.5 SISTEMA BÁSICO ATUAL

1 - Fonte de Entrada:

• Assistida - Operadora; • Automática - DTMF; • Digital - Modem/RS232; • Expressa - Gravação.

2 - Codificador ou Paging Terminal:

• Recebe o número do pager e a informação; • Executa a validação do capcode e converte o número e a mensagem no

protocolo apropriado. 3 - Conjunto Transmissor ou estação - base: Converte os dados provenientes do paging terminal em um sinal modulado em uma dada freqüência (931 MHz) a uma dada potência (até 500 W). 4 - Receptor ou Pager Típico receptor FM ajustado para as freqüências específicas do sistema paging com sensibilidades típicas entre 6 a 10 micro V/m. 18.6 PAGING TERMINAL OU CODIFICADOR

O paging terminal ou codificador é um bastidor que contém um processador direcionador ao banco de dados do sistema. A informação armazenada no banco de dados diz ao terminal VDT:

• Para qual pager que está indo a informação; • Qual a prioridade dele; • Que formato está (protocolo GSC ou POCSAG); • Quanto tempo a mensagem de voz ou dados é permitida; • Que área de cobertura de saída o pager deve ser usado.



135

18.7 FORMAS DE CONEXÃO DO PAGING TERMINAL AO CONJUNTO TRANSMISSOR

Conexão par trançado ou cabo coaxial

• Um par de fios na saída do terminal; • Muito utilizado em sistemas com um único transmissor.

Link de RF

• Pode-se conectar mais de 1 transmissor; • Freqüência do Link 75 MHz.

Microondas

• A saída do terminal conecta com o transmissor de microondas; • A saída do receptor de microondas é conectado ao transmissor do

sistema paging.

Satélite

• A saída do terminal é conectado ao enlace de subida do transmissor do satélite.

• A saída do receptor do satélite é conectado ao transmissor do sistema

paging.



136

18.8 SIMULCAST

SIMULCAST - É a técnica do envio do sinal paging a partir de 2 ou mais transmissores ao mesmo tempo (para o aumento da área de cobertura): Problema: Área de sobreposição de sinais Solução: Sincronismo dos atrasos de envio da mesma informação para vários transmissores do sistema através de um controlador de rede. 18.9 PARÂMETROS PARA O AUMENTO DA ÁREA DE COBERTURA

Potência de Transmissão: • Dobrando a potência do transmissor na prática, o aumento da intensidade de

campo será de 1,4 vezes maior num dado ponto da recepção; • Aumento do consumo de energia; • Limitação pelo Ministério das Comunicações. Altura da Antena: • Dobrando a altura da antena, dobramos a intensidade do campo; • Perda nos cabos Sensibilidade de Recepção: • É a intensidade de campo necessária para o pager atender a chegada do sinal de

RF. • Depende somente da especificações do fabricante.



137

Ganho da Antena • Depende das especificações do fabricante (não há variações significativas). Freqüência de Transmissão: • Em áreas urbanas / metropolitanas, obtém-se melhores resultados em altas

freqüências. • O Ministério das Comunicações especificou as seguintes freqüências: • VHF: 35 MHz e 169 MHz; • UHF: 451 MHz e 931 MHz. Perda no Caminho: • Atenuação do sinal propagado ao longo do caminho do transmissor ao pager. Fading: • É o fenômeno no qual o nível de sinal varia dentro de uma pequena distância

devido a propagação multicaminho (reflexão por obstruções naturais (chuva, neblina) ou artificiais (edifícios, muros, etc.)).

Existem 2 tipos de protocolos: em formato de tom (transmissão analógica e binário (transmissão digital) Analógica: • Formato de codificação em tons.

Ex.: 2 tons; 5/6 tons - bip. Digital: • FSK.

Ex.: • GOLAY - 1983 Motorola



138

• POCSAG - Post Code Standardisation Adivision Group Acomoda até 2 milhões de códigos/pagers.

• ERMES - European Radio Message System - 1992 Possui sistema Roaming.

• FLEX - Apresenta velocidade de até 6400 bps - Suporta até 5 bilhões de endereços e até 600 mil pager numérico por canal (redução do custo por usuário); - Vida útil da bateria é alta (4 meses para 2 mensagens/dia); - Possui proteção de erros contra fadings multipercurso (causado por Simulcast); - Pode ser implantado em cima da infra-estrutura já existente e trabalha conjuntamente à outros sistemas (POGSAG, GOLAY, ERMES, etc); - Apresenta sistema aperfeiçoado de detecção de erros do envio de mensagens;

- Incorpora plataforma de implantação para os sistemas direcionais e de voz.

18.10 APLICAÇÕES PARA O PAGER

• Chamadas em grupo; • Agendamento de compromissos; • Auxílio para os serviços e-mail, caixa postal de voz, desvio de ligações, secretária

eletrônica, etc.; • Uso em outras cidades/estados/países através de acordo entre as operadoras ou

com a utilização de pagers de freqüência sintetizada; • Sistema 900; • Pager Privado:

• Alcancer em torno de 4Km (P=5W); • 4 Frequências (451, 456, 462 e 467 MHz); • Ramal telefônico virtual; • Monitoração remota de máquinas.

18.11 NOVAS TECNOLOGIAS

• Comunicação de Dados Unidirecional (ponto a ponto ou multiponto) - modem sem

fio. • Conexão (via RS232) do pager com o laptop, notbooks, palmtops, etc. • Criação de redes tipo EMBARC (Eletronic Mail Broadcast to a Roaming Computer).



139

• Comunicação de Dados Bidirecional: (Paging two way)

• 1994 - EUA - PCS de banda estreita (NCPS); • Técnica de reutilização geográfica de freqüência; • Melhora substancial na utilização eficiente do espectro (901 e 902 MHz para

a transmissão e 930 e 940 MHz para a recepção); • Envio garantido através da confirmação da mensagem enviada - Resposta

longo ou ao simples apertar de 1 botão de identificação do usuário; • Alta capacidade de transmissão/recepção de dados. • Voz também.

Protocolos:

• Reflex e Inflexion da Motorola - assimétrico • Pact da AT&T - simétrico.

Aplicações:

• Rastreamento nacional de veículos; • Atualização remota de um banco de dados; • Controle e levantamento de inventários em tempo real de máquinas

automáticas (refrigerantes, sinais vitais do corpo humano, combustíveis, sistemas de alarmes, etc);

• Sistemas de despachos eficientes para entregadores e operadores de frotas de veículos;

• Aplicações que combinem a utilização de PDA’S com atualização de banco de dados;

• Transmissão de texto, dados e fax a partir de 1 computador conectado a internet para os sistemas paging bidirecionais (protocolo TME/TDP).



140

18.12 CONCLUSÃO

• Paging - simples, baixo custo e satisfatório para a maioria das necessidades dos

usuários; • Maturidade do serviço; • Complementar aos sistemas novos (aperfeiçoamento em relação a estes).



141

19 SISTEMA TRONCALIZADO DE RADIOCOMUNICAÇÃO MÓVEL (STR)

19.1 INTRODUÇÃO

Conceito de Troncalização:

Fundamenta-se no princípio de compartilhar um número reduzido de enlaces de comunicação por um grande número de assinantes. Histórico: Os STR nasceram nos EUA entre 77 / 78 como imposição do FCC para solucionar problemas de interferências e congestionamentos nas bandas de VHF tendo como documento básico o APCO 16.

U S U Á R I O

CENTRAL TELEFÔNICA

L I N H A S

D E

I N T E R L I G A Ç Â O

U S U Á R I O S

CENTRAL TELEFÔNICA

L I N H A S

T R O N C O



142

Banda de freqüência: 800 MHz com separação de 45 MHz entre TX e RX Em New York existem 56 STRs em 800 MHz sem nenhum tipo de degradação de serviço ou interferência. Aplicação Empresas prestadoras de serviços (água, telefone e luz). Segurança pública (polícia, bombeiros e defesa civil) Empresas de Petróleo Serviços de segurança em geral (aeroportos, shoppings e fábricas). 19.2 COMPARAÇÃO

Sistema

Convencional Sistema

Troncalizado 1 canal para cada grupo de conversação Todos os grupos de conversação

acessam qualquer canal Utilização ineficiente dos canais Uso eficiente dos canais melhorando a

utilização dos canais Espera por canais Estabelece filas de espera

CLIENTE (CHAMADOR)

ATENDENTES DO BANCO (CANAIS)

PESSOAL LIVRE (CANAIS)

BALCÃO

CLIENTE (CHAMADOR)

ATENDENTES DO BANCO (CANAIS)

BALCÃO

Convencional Troncalizado



143

19.3 SISTEMA DE REPETIDORAS TRONCALIZADAS

- Qualquer rádio pode usar as repetidoras A ou B. - O sistema seleciona qual repetidora usar.

RPTR A

RPTR B

A A

A

B B

B



144

19.4 POR QUÊ TRONCALIZADO?

• O sistema troncalizado melhora a utilização espectral; • Usuário não precisa selecionar canais; • Estabelece comunicações privadas; • Dificulta a escuta por “Scanners”; • Habilita prioridades no alto tráfego; • Estabelece filas de espera. 19.5 COMPARAÇÃO ENTRE CELULAR E TRONCALIZADO

CELULAR TRONCALIZADO

Muitos sítios com pequena cobertura Alguns sítios com grande cobertura Unidades com baixa potência (1/2-3 watts) Unidades com potência maior (3-35 watts) Decisões do sítio realizadas pelo sistema Decisões do sítio depende do rádio Chamadas orientadas para telefone Chamadas orientadas de rádio para rádio e

telefone Chamadas orientadas de um para um Chamadas orientadas

Despacho/Grupo e individuais Comunicações em full duplex Comunicação em rádios semi-duplex e full-

duplex 19.6 CANALIZAÇÃO

Existem duas técnicas para realizar o controle da troncalização: 1. Sem canal de controle dedicado 2. Com canal de controle dedicado 19.7 STR SEM CANAL DE CONTROLE DEDICADO

VANTAGENS DESVANTAGENS

- Custo Baixo - Fácil implantação - Todos os canais para transmissão de voz

- Tempos de acesso longos - Controle de colisões limitado - Interferência entre usuários de mesmo grupo - Não estabelece filas - Não possibilita sítios de repetição



145

19.8 STR COM CANAL DE CONTROLE DEDICADO

VANTAGENS - Tempos de acesso baixos - Controle de colisões/estabelecimento de filas - Priorização de filas de espera (Emergência) - Eliminação de interferências entre usuários - Permite cobertura ampla (redes) - Rastreamento das unidades (Roaming) - Transmissão de dados e voz criptografada DESVANGEM - Custo alto 19.9 CANAL DE OPERAÇÃO

• Quantos forem necessários • Processa as mensagens de comunicação (voz, dados) • Dados alta velocidade (9600 BPS) para:

• Confirmação e Handshake • Número Telefônico • Desconexão digital

• Dados em baixa velocidade (150 BPS) para controle das unidades: • Chamadas individuais/ de grupo/ de sistema • Rechamada ao grupo original

• Unidades emitem tom de 75 HZ 19.10 CANAL DE CONTROLE

• Somente um em cada sítio, qualquer canal • Dados em alta velocidade (9600 BPS) para controle positivo das unidades • Unidades ficam sintonizadas no canal de controle, esperando por uma atribuição

ao canal de operação. • Dados pelo canal de controle:



146

• Pedido de chamada, cada vez que o PTT é acionado • Direciona os rádios para canal de operação • Atualiza atividades em andamento para entradas tardias • Desabilita unidades • Login no multisítio • Reagrupamento dinâmico

19.11 COMPONENTES DO STR

1. Sítio de Repetição 2. Gerência do Sistema 3. Equipamentos para Cobertura Ampla 4. Equipamentos de Usuários 19.12 ENDEREÇAMENTO NO SISTEMA

• Divisão das unidades de rádios em grupos • Usuários de rádios de um grupo podem se comunicar, sem interferir em outro

grupo • Hierarquia de endereçamento

• Sistema (Paraná) • Agência (Superintendência Regional) • Frota (Departamentos Regionais) • Subfrota (Centros Regionais) • Unidade Individual

Informações importantes: • Todo rádio tem um único ID de unidade. • Existem 16.383 ID’S de unidade no sistema Ericsson e 48.000 no Motorola. • Todo rádio tem um ID físico (número de série), porém não é utilizado para

sinalização. • Todo rádio pode selecionar entre um ou mais grupos de conversação. • Existem 2.048 ID’S de grupos de conversação no sistema Ericsson e 4.000 no

Motorola. • Um grupo de conversação é um conjunto lógico de unidades. • Um dos canais será sempre o canal de controle, e estará sempre controlando os

rádios do sistema.



147

19.13 PROCESSAMENTO DE CHAMADAS

CHAMADA Parâmetros

Modos de Comunicação Tipos de Chamadas - Voz Analógica - Voz Digital - Dados Digital

Chamadas de: - Grupo - Emergência - Sistema - Individuais

19.14 ALGUNS TIPOS DE CHAMADAS

1. De grupo 2. De anúncio 3. De alerta 4. Privativa 5. De emergência 6. De sistema 7. Interconexão telefônica 19.15 SEQÜÊNCIA DE CHAMADAS

• O rádio continuamente monitora o canal de controle, esperando por instruções. • Quando uma chamada deve ser realizada, operador do rádio pressiona o botão

PTT e o rádio envia uma mensagem digital via canal de controle para indicar ao equipamento a necessidade de um canal para comunicação.

• O equipamento recebe requisição, conecta um canal de operação disponível e envia uma mensagem digital de retorno através do canal de controle.

• A unidade de rádio recebe a cessão do canal de operação e conecta seu transmissor e receptor de Frequências ao novo canal.

• A unidade de rádio e o canal de operação se conectam rapidamente. • Um sinal audível de rádio indica ao operador que um canal foi conectado e que a

comunicação pode ser iniciada. • Em menos de meio segundo o canal é conectado e o operador é orientado que a

comunicação pode prosseguir. • Este procedimento é repetido várias vezes durante a conversação. • Transmissões subsequentes são realizadas através de qualquer um dos canais de

operação disponíveis.



148

• Devido a alta rapidez da sinalização digital usada no STR, nenhum retardamento é imposto ao usuários em obter uma liberação de reconhecimento do canal.

19.16 RECURSOS DE ACESSO AO SISTEMA

1. Acesso rápido 2. Repetição de acesso 3. Fila de espera e chamada de retorno 4. Prioridade ao usuário recente 5. Tons de restrição de acesso 6. Atualização contínua das designações 7. Proteção contra designação incorreta 8. Proteção de acesso. 19.17 RECURSOS DE CONFIABILIDADE

1. Múltiplos canais de voz 2. Rotação do canal de controle 3. Desativação de receptor e transmissor por interferência 4. Auto diagnósticos 5. Failsoft 19.18 PROTOCOLOS

1. Especificação britânica MPT 1327 2. LTR (E.F.Johnson) 3. Smartnet (Motorola) 4. EDACS (Ericsson)



149

19.19 STR DIGITAL

Vantagens: • Aumento da capacidade dos canais • Aumento da qualidade do serviço • Aumento do sigilo • Oferece serviços de telefonia em mais alta escala 19.20 CONCLUSÃO

• LEGISLAÇÃO

• Interconexão com rede pública e telefonia móvel celular estão garantidas na lei mínima que regulamenta o setor, assegurando a interconectividade e a interoperabilidade de várias redes, atraindo de vez a atenção dos investidores externos.

• MERCADO • Ainda é um serviços desconhecido com dificuldade de comercialização. • Existem aproximadamente 460 permissionárias para operar o serviço em

149 locais. • 1995 ..... 80.000 usuários • 1996 .....100.000 usuários • 1997 .....200.000 usuários

• Principais fornecedores: Motorola, Ericsson e EF Johnson. • Mercado mais concorrido: São Paulo, onde os consórcios Airlink e

Mcomcast têm 315 dos 420 canais disponíveis estando ainda presente a MCS rádio e telefonia, RMD e Splice.

• Sistema digital: viável para grandes metrópoles (SP, RJ e BH) • Possível competição com o celular no futuro (depende da Legislação)



150

20 SATÉLITE

20.1 SATÉLITE GEO

GEO - Geoestacionarius Earth Orbit - 36.000 km de altitude. “Parados” na linha do Equador. Características:

• Bandas C (6/4 GHz) e Ku (14/11/12 GHz) • Alto tempo de retardo para telecomunicações bidirecionais. • Os Satélites tem vida útil de 15 anos. • Atualmente não é possível o PCSS (Personal Communications Satellites

Services). Exemplos de Sistemas: Intelsat, Imarsat, Panamsat, Orion, Columbia (NASA), Intersputrik, ,Brasilsat - B. Aplicações: Telefonia, dados (DATASAT, DIGISAT). DTH - Direct to home - Tecnologia Ku - Antenas de 60 cm + decoder (TVA e Globo - transmissão digital + de 100 canais de audio e vídeo). VSAT - Very Small Aperture Terminal - rede de dados de grande porte (+ de 100 pontos). SCPC - Single Channel per Carrier - rede de dados de menor porte - mais barata. SCPC - DAMA - (Demand Assigned Multiple Acess). Intermediário entre VSAT e SCPC.



151

20.2 SATÉLITE MEO

MEO - Medium Earth Orbit - 10 a 15.000 km de altitude. Características:

• Menor Custo em relação ao GEO. • Aceita PCSS. • Necessita mais satélites para cobertura mundial em relação ao GEO. • Hand off em média de 6,5 minutos. • Terá sistema dual para os terminais PCSS (infra-estrutura terrestre e

espacial=parceria). Ex. de PCSS - Inmasat - P e Odyssey. 20.3 SATÉLITE LEO

LEO - Low Earth Orbit - 2.000 km de altitude. Características:

• Menor custo em relação ao sistema MEO. • Necessidade de antenas de recepção menores. • Melhor qualidade do sinal. • Maior quantidade de satélites em relação ao MEO. • Aceita PCSS. • Hand off entre um minuto e 30 segundos.

Exemplos de Sistemas:

Exemplos de PCSS: Iridium, Globalstar, Ecco.

20.4 SATÉLITE LLEO

LLEO - Litle Leos - satélites pequenos de baixa órbita. Exemplos de Sistemas:

Exemplos de PCSS: Orcomm, Vitasat, Starsys.



152

20.5 RESUMO DOS PROJETOS DAS EMPRESAS PCSS

GLOBALSTAR - Loral / Qualcomm / Alcatel.

• Sistema CDMA. • 56 satélites (48 ativos e 8 reservas) - vida útil 7,5 anos. • previsão de operação: 1998. • terminais compatíveis com AMPS, TDMA, CDMA, GSM. • hand off de 1 minuto.

IRIDIUM - Motorola / Sprint / INEPAR

• Início de operação: 1998. • 66 satélites (os primeiros serão lançados no final de 96). • Projeto de US$ 4,2 bilhões. • 2 centros de controle: EUA e Itália. • Estações de rastreamento dos satélites: Canadá. • US$ 2.500,00 - linha e aparelho, mensalidade de US$ 50 e US$ 3 por

minuto. • Banda Ka para comunicação entre os satélites (23 GHz) e para acesso as

estações de controle gateway (19 e 29GHz). • Banda L (1,6 GHz) para o acesso usuário - satélite. • Gateway - central Siemens GSM - D900. • Numeração de 15 dígitos. • Vida útil de satélite - 5 anos. • Land off de 30 segundos. • Duas estações na América do Sul - uma no Brasil.

ODYSSEY - TRW / Teleglobe.

• 12 satélites • Hand off de 6,5 minutos. • Custo mais baixo - US$25,00 / mês - US$ 1,00 / minuto • Vida útil dos satélites: 5 anos.

INMARSAT - Internacional Maritime Satellite Organization.

• Possui 11 satélites geoestacionários.



153

• Vários serviços: Irmarsat M, B, C, A e P - sistema voz e dados com baixa velocidades para unidades móveis (veículos, navios, etc...) e portáteis (maleta).

• Supervisão de frotas. IRMARSAT P

• PCSS composto de 10 satélites - MEO. • Vida útil: 10 anos. • US$ 2,00 / minuto.

ECCO - 8 - Ministério das Comunicações / INPE.

• 12 Satélites (um de reserva). COMPARATIVO ENTRE OS PROJETOS Características GLOBALSTAR IRIDIUM ICO ODISSEY Nº de satélites 48 66 10 12 Vida útil dos satélites

7,5 anos 5 anos 10 anos 15 anos

Tecnologia utilizada

CDMA TDMA TDMA CDMA

Nº de gateways (mundo)

70-100 11 12 7

Nº de gateways (Brasil)

46 1 não definido não definido

Investimentos US$ 2,5 bilhões US$ 5,25 bilhões

US$ 3 bilhões US$ 3,2 bilhões

Valor do impulso

US$ 0,35 a US$ 0,50

US$ 3,00 US$ 2,00 US$ 0,65

Valor estimado do aparelho

US$ 750,00 US$ 3 mil US$ 1 mil a US$ 1.500

US$ 400,00

Início das operações

1998 1998 2000-2005 2000

Parceiros do projeto

Loral/Qualcomm, Hyundai, DASA, France Telecom, Fimmecanica, Vodafone, Alcatel, Air Touch

Motorola, Kyocera, Lockheed

44 INMARSAT Portugal Telecom

TWR, Teleglobe

Parceiros no Brasil

Grupo JAN Inepar não definido não definido



154

20.6 APLICAÇÕES

AVL - Automatic Vehicle Location. Supervisão de frota, sistemas de segurança. Utiliza transmissões via rádio convencional ou troncalizado (trunking) para comunicação de voz e de dados, Informa a posição exata dos veículos em transito, além de captar os dados gerados pelos sensores instalados na frota. É um monitoramento baseado em comunicação de duas vias (Central de Controle - Veículo e Veículo-Central de Controle). GPS - Global Position System. Sistema composto por 24 satélites que transmitem continuamente (24 horas por dia) sinais de rádio sob qualquer condição de tempo. A partir dos sinais transmitidos é que a antena GPS informa a posição do veículo. Data broadcasting - distribuição de informações. Ex.: Gazeta Mercantil - Impressão simultânea por todo o país. Rádio AM e FM.



155

21 PROJETO IRIDIUM

Histórico 1987 - Concepção por 2 engenheiros da Divisão de Comunicações por Satélite da Motorola - Arizona (EUA). Iridium - nº atômico = 77 satélites inicialmente - hoje 66 satélites. 1990 - Anúncio Oficial e Solicitação da Licença junto a FCC. 1991 - Criação da Iridium Inc. 1993 - Iridium Inc. assina contrato de compra do Sistema Iridium da Motorola (US$3,4 bilhões). 1995 - FCC regulamenta as freqüências. 1997 - Lançamento dos primeiros satélites. 1998 - Setembro - Ativação comercial. 2000 - Desativação do Sistema no Brasil. Objetivo: Globalidade O sistema Iridium foi projetado tendo em conta o objetivo de globalidade. Devido a existência de localidades onde não é possível ou conveniente instalar uma estação terrestre, a fim de ser realmente global, o sistema teria que depender o menos possível da existência de tais estações. Satélites Inteligentes Resultam de um sistema que permite a conexão de cada um dos satélites com os satélites que se encontram a sua volta. Esta solução tecnológica extremamente avançada requer satélites “inteligentes”, capazes de processar a informação e de enviá-la de acordo com o destino e nível de utilização da rede.



156

Estruturação Iridium, LLC - Infra-estrutura Internacional Operador de Gateway(s) - Responsabilidade Regional Provedor de Serviço - Presença no Mercado Modo Dual - Complementar ao Serviço Celular Terrestre O Terminal Iridium Quando um terminal é ativado, o satélite mais próximo, conjuntamente a rede Iridium, determina automaticamente a situação do crédito e da localização do terminal. Desta forma, o usuário, em função da compatibilidade e disponibilidade do serviço celular terrestre, seleciona a modalidade satelital ou terrestre. O terminal Iridium prevê também a utilização de um cartão SIM que tem todos os dados do usuário (número telefônico, nome, empresa, crédito, domicílio, etc...) podendo ser utilizado em qualquer terminal Iridium. Segmento de Espaço Número de Satélites = 66 interconectados ( mais 6 de reserva - 1 por plano orbital). Número de planos orbitais = 6 ( 11 satélites por plano). Altura Orbital = 780 quilômetros. Período Orbital = 100 minutos e 28 segundos. Peso do Satélite (com combustível) = 700 quilos. Feixes/Satélite = 48 dinamicamente controlados - 3 antenas - 16 feixes / antena. Vida Útil = 5 - 8 anos. Bandas / Faixas de Freqüência Enlaces de serviços de Banda L = 1610 a 1626,5 / 1990 a 2200 MHz (terra-espaço). 2170 a 2220 MHz / 2483,5 a 2500 MHz (espaço-terra).



157

Enlaces inter-satélites = 23,18 - 23,38 GHz, Banda Ka. Enlaces Gateway

Downlinks (Enlace de Descida) = 19,4 - 19,6 GHz, Banda Ka Uplinks (Enlace de Subida) 29,1 - 29,3 GHz , Banda Ka.

Equipamentos Siemens GSM-D900 - Tecnologia GSM - Global Systemm for Mobile Communications. Sede: Washington DC. 11 Gateway: 1 no Rio de Janeiro: Guaratiba - Estação Costeira da Embratel - de 60 a 120 mil ligações ao mesmo tempo. Cada satélite poderá controlar até 1920 conversações simultâneas de voz. Taxas de Transmissão / Lançamento Taxas de transmissão

• Telefone / Voz = Full-duplex, 2,4 kbits / s - multi mode • Dados / Fax / Paging = 2400 baud

Lançamento McDonnel Douglas Delta II = 5 Satélites Iridium Khrunichev Proton = 7 Satélites Iridium China Great Wall Long March = 2 Satélites Iridium Preços Estimados Terminal = US$ 3.000,00 Assinatura = US$ 50,00 Ligação por minuto = US$ 3,00



158



159



160



161

22 INTRODUÇÃO ÀS COMUNICAÇÕES MÓVEIS POR SATÉLITE

Estabelecer um sistema de cobertura global, ou

para-global, não é, no entanto, tarefa fácil. Os avolumados investimentos, na ordem dos biliões de dólares, só são possíveis mediante o estabelecimento de grandes conglomerados internacionais. Mesmo assim, a experiência mostra que a viabilização dos projectos passa quase inevitavelmente por alguns reveses. Os exemplos da Iridium e da Globalstar, dois dos principais operadores, ambos tendo enfrentado processos tortuosos de falência eminente e sido salvas por expedientes de última hora, demonstram-no.

Com unidades de tamanho variável mas que, no essencial, com um peso médio a orçar a casa das 200 gramas, se aproximam estética e funcionalmente dos aparelhos GSM, os telemóveis por satélite combinam normalmente a ligação à rede orbital com a possibilidade do roaming alargado com as redes GSM.

Assim sendo, dependendo do modo de funcionamento por que opte, o utilizador tanto pode fazer as chamadas invariavelmente por satélite; por GSM (quando disponível) ou deixar o aparelho escolher a melhor solução. Quando efectua uma chamada com recurso à rede por satélite, o móvel entra em contacto com o artefacto espacial mais próximo que orienta a chamada, consoante os casos, ora directa, ora indirectamente por intermédio de ou mais satélites da mesma constelação, para um gateway (estação de rasteio) no solo. O gateway encarrega-se de a inserir na rede por fios convencional.

As redes que oferecem serviços de telefone móvel por satélite funcionam, de acordo com o tipo de órbita do(s) satélite(s) usado(s), de duas formas: usando constelações em órbita geoestacionária e usando satélites não geoestacionários.

22.1 SISTEMAS NÃO GEOESTACIONÁRIOS

Os sistemas não geoestacionários, como é o caso dos empregues pela Iridium e pela Globalstar, utilizam satélites em órbitas baixas (700 a 1500 Km acima da superfície) a médias (10000 Km, como os ICO). Em deslocação permanente, estes satélite podem ter períodos orbitais - de revolução em torno da Terra - tão baixos quanto 100 minutos. Dada a sua proximidade, oferecem a vantagem imediata de não necessitarem de emissores muito potentes, sendo assim possível oferecer telefones movéis pouco maiores do que os convencionais GSM, apenas com antenas, normalmente retrácteis, maiores.

Como estão em movimento, a cada instante a zona da crosta terrestre deverá ser coberta por pelo menos um, normalmente mais (em média 2) deles. O utilizador



162

estabelece a chamada com um e esse, quando desaparece sobre o horizonte, transfere-a para outro. Tecnicamente é assim possível fazer face à ocultação por edifícios e árvores, ou devido à morfologia do terreno ou deslocação do utilizador, de modo a que seja sempre possível obter cobertura.

22.2 SISTEMAS GEOESTACIONÁRIOS

Outra concepção da cobertura por satélite é a que emprega sistemas geoestacionários. Em que é que consiste um satélite geoestacionário? Trata-se, basicamente, de um artefacto espacial colocado em tal ponto no espaço que adquire sincronia com o próprio movimento terrestre, cobrindo, por conseguinte, permanentemente, uma mesma zona do globo. Para um utilizador no solo, um satélite geoestacionário manterá sempre a mesma posição relativa no céu. É, por exemplo, o caso dos satélites emissores de canais televisivos.

Tal como sucede com os receptores de TV, porém, os sistemas que se apoiam numa constelação geoestacionário, caso do Inmarsat e dos Thuraya, forçam o utilizador a utilizar unidades móveis mais volumosas.

Isto deve-se ao fato de a órbita geoestacionária, normalmente sobre o equador, só ser possível a distâncias na ordem dos 36.000 Km da Terra.

Em adição, dada a pequena fracção temporal que o sinal demora entre o telefone, o satélite e a estação terrestre que o recebe e o retransmite para o destinatário, e vice-versa para esta, este sistema tende a introduzir um pequeno efeito de retardamento nas mensagens.

22.3 IRIDIUM

O consórcio Iridium nasceu em 1991, reunindo 19 investidores de entre os quais a Motorola, com 20% de participação, foi um dos principais responsáveis pelo conceito e pelo fabrico dos telemóveis.

Depois de um investimento de sete biliões de dólares, e com uma constelação operacional de 66 satélites, mais seis em reserva, cobrindo 100% do globo com serviços de comunicação por voz e paging, a Iridium disponibilizou o seu serviço comercialmente em Novembro de 1998.

Volvidos apenas dez meses, em Agosto de 1999, porém, a empresa foi obrigada a declara a falência tendo as suas acções sido suspensas da bolsa. No ano seguinte sucederam-se os rumores de, na sucessão da inviabilização comercial do projecto, o conjunto dos satélites seria desorbitado. Quando a Motorola já tinha anunciado o início da destruição dos satélites, em Novembro de 2000, surgiu um novo consórcio, designado Iridium Satellite LCL que adquiriu a massa falida por apenas 25 milhões de dólares.



163

No mês seguinte, o departamento de defesa norte-americano disponibilizou-se para pagar mensalmente dois a três milhões de dólares com acesso a tempo ilimitado de uso, contribuindo decisivamente para salvar a situação.��

Assim sendo, no inicio de 2001 o novo consórcio Iridium Satellite LCL anunciou ter completado o de reconstituição da empresa e o restabelecimento das operações. Deverão, assim, ser disponibilizados serviços de voz e dados predominantemente para a indústria e clientes governamentais. O que representa uma mudança de estratégia face à ambição original de fornecer, sobretudo, o mercado dos pequenos utilizadores.

A empresa espera oferecer brevemente um serviço de transmissão de dados a 10Kbps; a operação dos satélites foi contratada com a Boeing e a Motorola comprometeu-se a continuar a fornecer o equipamento aos subscritores do serviço.

�

22.4 GLOBALSTAR

A Globalstar é um consórcio multinacional, estabelecido em 1991, com a especial participação da France Télécom, da Alcatel e da Vodaphone.

Após um investimento de cerca de três biliões de dólares, o início da exploração comercial estava previsto para meados de 1999 mas um acidente com o lançamento de um foguetão russo que transportava 12 satélites, em Setembro de 1998, adiou o arranque operacional para Outubro de 1999.

A partir de uma constelação de 48 satélites em órbita baixa (1414 Km), a Globalstar oferece serviços de dados, voz e GPS - cobrindo cerca de 80% da superfície terrestre.

As chamadas por voz da Globalstar são das mais baratas no segmento das comunicações móveis por satélite. Com preços orçando os 750 dólares americanos, e manufacturados pela Ericsson, Qualcomm e Telital, os telefones Globalstar são, igualmente, dos menos dispendiosos.

Os satélites Globalstar têm um peso médio de 450 Kgs e assentam numa arquitectura bastante simples, empregando a tecnologia CDMA (Code Division Multiple Access). Estão colocados em oito planos orbitais de seis satélites cada, inclinados a 52 graus de forma a fornecer uma cobertura desde os 70 graus de latitude norte aos 70 graus de latitude sul.

A empresa tem enfrentado problemas de viabilização comercial, estando correntemente endividada em várias centenas de milhão de dólares.



164

22.5 ODYSSEY

�

Orbitando numa órbita circular a média altitude, 10 (10350 Km), a constelação estará dividida em grupos de quatro satélites, repartidos por três planos orbitais e com um período de rotação terrestre na ordem das seis horas. Os satélites Odyssey reclamam uma vida útil de 15 anos, bastante elevada para a média. O serviço estará disponível a partir de 2002.

�

22.6 INMARSAT

Acrónimo de International Maritime Satellite Organization, a Inmarsat foi constituída em 1979, tendo iniciado operações em 1982.

Originalmente produto da cooperação inter-estadual, nascida no seio da então International Maritime Consultative Organization, actualmente the International Maritime Organization (IMO) a joint-venture Inmarsat chegou a agrupar oitenta e cinquenta estados cooperantes antes de ser privatizada, em 1999.

Destinada, inicialmente, a providenciar serviços de comunicação para navios, a Inmasar lançou no início da década de noventa um serviço de telefonia móvel por satélite e tem, ainda, alargado o seu leque de operações à comunicação em banda larga de dados.

Dos consórcios multinacionais de comunicação por satélite a Inmarsat deve ser o único de que se não conhece registo de haver enfrentado a bancarrota.

Os satélites Inmarsat estão situados numa órbita geoestacionária, a 35,786 km da Terra, o que força a que os telefones móveis tenham volumes na ordem mínima do tamanho aproximado de um laptop.



165

23 GLOSSÁRIO TÉCNICO

3G Terceira geração de telefonia sem fio, designa a nova linhagem de telefones móvel capaz de oferecer uma infinidade de recursos não disponíveis na geração atual, como desempenho entre 144 Kbps e 2 Mbps. Pelos telefones 3G devem trafegar voz, dados e vídeo, incluindo vídeo sob demanda. Outra característica é o serviço de roaming global avançado. A geração 3G está sendo desenvolvida pela ITU (Internet Telecommunication Union). Simultaneamente, Europa (UMTS - Universal Mobile Telecommunication System), América do Norte (cdma2000) e Japão (NTT DoCoMo) trabalham na sua implantação. Acesso Múltiplo por Divisão de Código – CDMA Também conhecido pela sigla CDMA (Code Division Multiple Access), usa uma técnica de espalhamento espectral que consiste na utilização de toda a largura da banda do canal para a transmissão. Com essa tecnologia, um grande número de usuários acessa simultaneamente um único canal da estação radiobase sem que haja interferências entre as conversas. Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo – TDMA Um dos padrões de comunicação de voz via ondas de rádio, usado por operadoras nos serviços de telefonia celular digital. Consiste na divisão de cada canal celular em três períodos de tempo para aumentar a quantidade de dados que pode ser transmitida. ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line, tecnologia de transmissão de dados de alta velocidade que usa como meio de comunicação os fios de cobre da linha telefônica comum. Outras características importantes da tecnologia ADSL são o compartilhamento da linha de telefone como acesso à internet e a conexão sempre ativa. O adjetivo assimétrico deve-se ao fato de a tecnologia trabalhar com velocidades diferentes nas duas direções: o usuário envia dados numa faixa entre 16 Kbps e 640 Kbps e recebe dados a velocidades entre 1,5 Mbps e 9 Mbps. A variação é decorrência de uma série de fatores, entre eles a distância entre o cliente e a central de telecomunicações. Disponível em algumas regiões da Grande São Paulo, os serviços básicos de ADSL da Telefônica - Speedy e SpeedyBusiness -, por exemplo, atingem 128 Kbps (upload) e 256 Kbps (download). Mas o usuário pode assinar outros planos. O mais avançado atinge 300 Kbps (upload) e 2 Mbps (download). A conexão ADSL exige a instalação de modem compatível e a assinatura num provedor que oferece acesso por meio da tecnologia.



166

AMPS Sigla de Advanced Mobile Phone System, padrão analógico de telefonia celular, que opera na freqüência de 800MHz. E utilizado em várias partes do mundo. No Brasil, é adotado nos serviços de operadoras da banda A. Anatel Agência Nacional de Telecomunicações, órgão ligado ao Ministério das Telecomunicações, encarregado da regulamentação do mercado e dos serviços do setor no Brasil. ATM Sigla de asynchronous transfer mode, ou modo de transferência assíncrono, é uma tecnologia para a transmissão de dados, voz e vídeo em alta velocidade em meio digital como fibras ópticas ou satélites. A tecnologia ATM é baseada na comutação de pacotes de dados (células) com tamanho fixo de 53 bytes. Atualmente, as taxas de transferência atingem até 2,4 Gbps. Em setembro do ano de 2000, no entanto, o Fórum ATM anunciou uma nova especificação, denominada Utopia Nível 4, que eleva essa taxa a 10 Gbps. Segundo o organismo, diversos projetos que empregam a nova especificação já estão em andamento. O padrão foi definido pela ITU (Internet Telecommunication Union), e é objeto de desenvolvimento pelo Fórum ATM. Backbone Conexão de alta velocidade que funciona como a espinha dorsal de uma rede de comunicação, transportando os dados reunidos pelas redes menores que estão a ela conectados. Localmente, o backbone é uma linha - ou conjunto de linhas - à qual as redes locais se conectam para formar uma WAN (Wide Area Network). Na internet ou em outras WANs, o backbone é um conjunto de linhas com as quais as redes locais ou regionais se comunicam para interligações de longa distância Banda Nome que designa uma faixa de freqüência delimitada no espectro magnético. A autoridade que regulamenta as telecomunicações reserva uma banda para cada tipo de serviço, para evitar interferências entre os sinais. Banda A Primeira faixa de freqüência do espectro eletromagnético reservada pelas autoridades que regulam as telecomunicações para telefonia móvel. No Brasil, o início da telefonia celular ocorreu pela banda A, com serviços analógicos oferecidos pelas empresas do extinto sistema Telebrás. Hoje privatizada, a banda A oferece também serviço digital.



167

Banda B Segunda faixa de freqüência reservada para a telefonia móvel. No Brasil, a banda B começou a operar em 1998, oferecendo serviços digitais. Banda C Em telefonia móvel, é a terceira faixa de freqüência reservada para o celular, cujas concessões foram leiloadas pelo governo brasileiro no início de 2001. Essa faixa varia de país para país, sendo as mais usadas comercialmente as de 1,8 GHz e 1,9 GHz. No Brasil, a faixa definida é a de 1,8 GHz A banda C trará novidades em relação às bandas A e B, principalmente em aplicações multimídia, com recepção de dados e vídeo no aparelho telefônico. Nas transmissões via satélite, a banda C é composta por duas faixas: a que vai de 3,7 GHz a 4,2 GHz é usada para recepção (downlink) e a que vai de 5,925 GHz a 6,425 GHz é usada na transmissão (uplink). Banda D e Banda E Juntamente com a banda C, são as novas faixas de freqüência que o governo brasileiro concedeu por meio de leilão para novas operadoras de telefonia móvel pessoal, ou SMP. A faixa de operação das estações radiobase da banda D é de 1805 MHz a 1820 MHZ, enquanto a banda E opera entre 1835 MHz e 1850 MHz. A banda C, por sua vez, fica entre 1820 MHz e 1835 MHz. Banda larga Comunicação de dados em alta velocidade. Há diversas tecnologias de comunicação em banda larga. ISDN, ADSL e cable modem são três exemplos. As duas primeiras usam linhas telefônicas para a transmissão, enquanto a tecnologia de cable modem faz uso dos cabos de TV por assinatura. Baud Unidade de medida de velocidade de transmissão de dados na qual 1 baud equivale a uma mudança de estado eletrônico por segundo. Como uma única mudança de estado pode envolver mais de um bit de dado, acabou sendo substituído, na prática, pelo uso da unidade de medida bps (bits por segundo). BER Bit Error Ratio, ou taxa de erro de bits, é a relação entre o número de bits com erro e o total de bits enviados numa transmissão. Geralmente, é representado por potência de 10. Broadcast Sistema de difusão de sinais em que é transmitido o mesmo conteúdo para todos os receptores. Numa transmissão de TV por exemplo, todas as pessoas sintonizadas no



168

mesmo canal assistem ao mesmo programa. Em internet, o termo é usado muitas vezes para designar o envio de uma mensagem para todos os membros de um grupo, em vez da remessa para membros específicos. Buffer Rotina ou meio de armazenamento temporário de dados. Em comunicação de dados, é usado para compensar as diferenças de taxas do fluxo dos dados ou de sincronia de eventos na transmissão de um dispositivo a outro. Cable Modem Tipo de modem que permite a um computador conectar-se aos cabos de TV por assinatura para acesso rápido à internet. Como na tecnologia ADSL, a velocidade de transmissão é variável. Normalmente, não excede 1,5 Mbps. No Brasil, é usado, por exemplo, com os serviços de acesso à internet da TVA (Ajato) e Globocabo (Vírtua). Call Center Centro de atendimento telefônico. Estrutura montada para centralizar o relacionamento com clientes que entram em contato com uma empresa pelo telefone. É realizado pelas próprias empresas ou, seguindo uma tendência crescente, por operadoras especializadas, que contam com grande número de linhas telefônicas, atendentes e computadores para acesso às informações contidas nos bancos de dados dos clientes. Canal Percurso definido para a transmissão elétrica entre dois ou mais pontos. Também denominado de enlace, linha, circuito ou instalação. Designa também o serviço oferecido pelas emissoras de televisão. Célula Área de cobertura de uma antena de telefonia móvel sem fio, razão pela qual o serviço é conhecido como telefonia celular. Sua extensão depende da topografia da região e da potência da antena, chamada estação radiobase (ERB). O usuário do telefone móvel que se desloca dentro de uma região delimitada por uma célula recebe o sinal de sua chamada telefônica de uma única ERB. No momento em que sai de uma célula para outra, outra ERB assume a chamada e responsabiliza-se pela continuação da conversa. Clonagem Forma ilegal de copiar as características de uma linha telefônica celular para outro aparelho que não aquele pertencente ao assinante legítimo.



169

Comutação de Pacotes Técnica de transmissão de dados que divide a informação em envelopes de dados discretos, denominados pacotes. Desse modo, em caso de falha durante a transmissão, a informação perdida afeta uma fração do conteúdo total, em vez de afetar o todo. A estação receptora encarrega-se de montar os pacotes recebidos na seqüência correta para reconstruir o arquivo ou sinal enviado. Concessão Autorização dada pelo órgão competente que regulamenta as telecomunicações para que uma operadora possa usar uma faixa de freqüência ou instalar uma rede de cabos para oferecer seus serviços ao público. No Brasil, a concessão de serviços de telefonia é alvo de leilões. No caso dos canais de televisão, a concessão é cedida pelo governo. Convergência Palavra que sintetiza a tendência de união de várias tecnologias num único equipamento - por exemplo, palmtops e celulares, TVs e computadores, etc. Também pode significar, no âmbito da prestação de serviços, a transmissão de voz, dados, áudio e vídeo - com e sem fio, por uma única operadora. Criptografia Técnica que consiste em cifrar o conteúdo de uma mensagem ou um sinal de voz digitalizado, por meio de algoritmos matemáticos complexos. Funciona com o uso de chaves ou senhas. A mensagem é codificada pelo remetente em sua origem e viaja pela internet ou outro circuito de comunicação embaralhada para que pessoas não autorizadas não consigam ver seu conteúdo. O destinatário decodifica a mensagem com uma chave privada. Crosstalk Linha cruzada, em português, refere-se à condição que ocorre quando uma linha de comunicação interfere em outra. As causas mais comuns são o curto-circuito e a junção indutiva entre duas linhas independentes. Decoder Nome dado ao aparelho que recebe o sinal transmitido por uma operadora de TV por assinatura e o decodifica para que possa ser visto em um televisor. Deslocamento Valor adicional pago pelo assinante de um serviço de telefonia celular quando recebe chamadas fora da área de cobertura original. Varia de acordo com o tempo de duração da chamada.



170

Diafonia Transferência indesejada de energia de um circuito de comunicação a outro. A diafonia normalmente ocorre entre circuitos adjacentes. Dial-up Tipo de conexão de dados via internet, realizada por um modem conectado a uma linha telefônica comum. Downlink Nome dado ao sinal de comunicação que parte de um satélite em direção a uma estação terrestre. DSL Digital Subscriber Line, ou linha digital de assinante. Tecnologia que utiliza a linha telefônica comum para a transmissão de dados em alta velocidade. O serviço requer um modem especial e sua qualidade depende da distância entre o terminal do assinante e a central telefônica. Veja ADSL. DSP Digital Signal Processing, ou processamento digital de sinais, é a técnica usada para aumentar a acuidade e a confiabilidade das transmissões de dados em formato digital. Dual Mode Característica dos telefones móveis que permite ao aparelho operarem duas bandas de freqüências diferentes. O usuário de uma operadora pode usar o mesmo telefone em uma região diferente da área de cobertura original. Os aparelhos GSM, por exemplo. operam nas freqüências de 900 MHz e 1800 MHz. DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing System, ou sistema de multiplexação por divisão de complemento de onda densa. Tecnologia de transmissão de dados usada em anéis de redes metropolitanas (MANs) equipadas com cabos de fibras ópticas. E-Commerce Em português, comércio eletrônico. Forma de realizar negócios entre empresa e consumidor (B2C) ou entre empresas (B2B), usando a internet como plataforma de troca de informações, encomenda e realização das transações financeiras. ERB Estação Radiobase. Antena utilizada na telefonia celular, que cobre uma determinada



171

área geográfica (célula), com capacidade para atender um determinado número de usuários simultaneamente. FCC Federal Communications Commission, órgão americano que regulamenta todas as comunicações interestaduais de rádio e equipamentos eletrônicos. Fibras Ópticas Filamentos finos de vidro ou plástico que transportam o feixe de luz gerado por um LED ou laser Sua capacidade de transmissão de dados, em número de canais e velocidade, supera a tecnologia de fios de cobre. Firewall Dispositivo para a proteção de contra-invasões de hackers ou transmissões não autorizadas de dados. Existe na forma de software e hardware, ou na combinação de ambos. O modelo a ser instalado depende do tamanho da rede, da complexidade das regras que autorizam o fluxo de entrada e saída de informações e do grau de segurança desejado. Frame Relay Protocolo de transmissão de dados em rede que trafega quadros (frames) ou pacotes em alta velocidade (até 1,5 Mbps), com um atraso mínimo e uma utilização eficiente da largura de banda. Gateways Pontos de entrada e saída de uma rede de comunicações. Do ponto de vista físico, o gateway é um nó de rede que realiza a tradução de pacotes entre duas redes incompatíveis ou entre dois segmentos de rede. O dispositivo que executa essa função realiza a conversão de código e protocolo para facilitar o tráfego de linhas de dados de alta velocidade com arquiteturas diferentes. GPRS General Packet Radio Service, serviço de comunicação sem fio baseado em pacotes para tecnologia de telefonia móvel padrão GSM. Entre suas promessas estão a taxa de transmissão de até 114 Kbps e a conexão contínua com a internet. GPS Sigla de Global Positioning System, tecnologia de localização geográfica de altíssima precisão que fornece as coordenadas (latitude e longitude) do local onde está o portador do aparelho equipado com essa tecnologia. Os sinais são enviados pela



172

constelação de 24 satélites Navstar, vinculada ao Departamento de Defesa dos Estados Unidos. GSM Global System for Mobile Communications, ou sistema global para comunicações móveis. Padrão digital para telefonia móvel amplamente usado na Europa e cuja presença está aumentando na América Latina, inclusive no Brasil, onde será adotado para os serviços das bandas C, D e E. Suas especificações são abertas e favorecem a mobilidade do usuário (roaming). O padrão está sendo desenvolvido para o uso de serviços multimídia de terceira geração (3G). HDSL High-bit-rate Digital Subscriber Line, tecnologia de transmissão de alto desempenho por dois pares de cabos telefônicos. Diferencia-se de outras tecnologias DSL porque proporciona transmissão simétrica, ou seja, a mesma taxa de transmissão em ambas as direções (download e upload). HDTV High Definition Television, ou televisão de alta definição. Padrão de transmissão de TV com tecnologia digital que proporciona imagens com qualidade similar à dos filmes de 35 milímetros e som com o padrão de qualidade dos CDs. Host Na internet, é um computador que tem acesso bidirecional completo a outros computadores. Um host tem um número específico que, somado ao número da rede, forma seu endereço IP. O host armazena, centraliza e distribui arquivos, serviços de correio eletrônico, redes de impressão, etc. Sua capacidade vai de um micro a um supercomputador. HTML Sigla de Hypertext Markup Language, é um conjunto de códigos ou descrições usados para a construção de páginas de internet. Baseia-se no uso de etiquetas, chamadas tags, para a formatação dos elementos que compõem a página web, como tamanho e tipo de fonte, alinhamento de texto, inserção de links, etc. Hub Aparelho de interconexão utilizado em redes de dados como Ethernet e Token Ring. O hub é o elemento central de uma rede local, responsável por receber informações que chegam de várias direções e passar adiante em uma ou mais direções.



173

IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineers. Sociedade internacional que responde pela definição de padrões seguidos pela indústria mundialmente. Exemplos são as especificações IEEE 802.3 para LANs com CSMA/CD, ou IEEE 802.5, para redes locais baseadas em Token Ring. IMT-2000 International Mobile Telecommunications 2000. Iniciativa da União Internacional de Telecomunicações para criar uma família de terceira geração de telefonia móvel. É planejada para operar na faixa de freqüência de 2 GHz e trafegar aplicações multimídia, com voz, dados e vídeo. Veja 3G. Intelsat International Telecommunications Satellite Organization ou Organização Internacional de Telecomunicações por Satélite. Consórcio internacional fundado em 1964, que opera uma rede de dezenove satélites. Participam da Intelsat mais de 200 países, incluindo o Brasil. As maiores operadoras de telecomunicações e canais de TV do mundo são usuárias do serviço. Interferência Eletromagnética Dispersão de radiação do meio de transmissão, como um cabo, resultante principalmente do uso de energia de ondas de alta freqüência e da modulação do sinal. Pode ser reduzida com o uso da blindagem adequada no cabo. Internet Nome dado à rede mundial de computadores, na verdade a reunião de milhares de redes conectadas entre si. Nascida como um projeto militar, a internet evoluiu para uma rede acadêmica e hoje transformou-se no maior maio de intercâmbio de informações do mundo. Assume faces como meio de comunicação, entretenimento, ambiente de negócios e fórum de discussão dos mais diversos temas. Internet2 Internet para fins acadêmicos, governamentais e de pesquisa, está sendo desenvolvida conjuntamente por mais de 100 universidades americanas. O principal foco dos trabalhos é o desenvolvimento de uma infra-estrutura de rede capaz de suportar aplicações de ensino, aprendizado e pesquisa colaborativa. Deve incluir, entre outros recursos, multimídia em tempo real e interconexão em banda larga. Intranet Rede interna de informações baseada na tecnologia da internet. É usada por qualquer tipo de organização (empresa, entidade ou órgão publico) que deseje



174

compartilhar informações apenas entre seus usuários registrados, sem permitir o acesso de outras pessoas. O que o usuário vê é uma interface igual à da internet. IP Internet Protocol ou protocolo internet. Conjunto de 32 bits que atribui o endereço de um computador em redes TCP/IP como propósito de localizá-lo dentro da internet. É o protocolo da camada 3 de rede na arquitetura ISSO. Entre suas funções, proporciona uma conexão para protocolos de nível superior, assumindo funções como rastrear endereços de nós, rotas para envio de mensagens, reconhecimento de mensagens recebidas, além de se responsabilizar por localizar e manter o melhor caminho de tráfego na topologia da rede. Iridium Sistema de telefonia móvel e pager via satélite, caracterizado pela combinação de aparelhos de mão, rede de satélites de baixa altitude e serviços de celular para promover a comunicação. Suas vendas fracassaram e a empreitada foi à falência em 1999. O destino dos satélites da Iridium que circundam a Terra ainda está indefinido. ITU International Telecommunications Union, ou União Internacicnal de Telecomunicações. Órgão internacional vinculado à Organização das Nações Unidas, atua como comitê consultor internacional na recomendação de padrões de telecomunicações. Tem sede em Genebra, na Suíça. LAN Local Area Network ou rede local. Estrutura que conecta vários computadores e outros dispositivos numa área definida. A capacidade de comunicação entre os aparelhos é limitada ao alcance dos cabos de rede, ou da antena, no caso de redes sem fio. Normalmente, a área geográfica de uma LAN restringe-se a uma sala, um departamento, um andar ou um prédio. Para viabilizar uma boa performance, a LAN deve ser conectada ao backbone da rede por meio de aparelhos como bridges, hubs ou switches. Largura de Banda A largura de uma banda de freqüência eletromagnética significa quão rápido os dados fluem, seja numa linha de comunicação ou no barramento de um computador. Quanto maior a largura de banda, mais informações podem ser enviadas num dado intervalo de tempo. Pode ser expressa em bits por segundo (bps), bytes por segundo (Bps) ou ciclos por segundo (Hz).



175

Linha Meio físico de comunicação que liga dois pontos de uma rede de comunicação. É contratada com uma operadora de telecomunicações, que se encarrega de estender o fio até as instalações do cliente. Link Conexão estabelecida entre dois pontos de uma rede de comunicação. Diz-se que o link está estabelecido quando as duas pontas estão efetivamente conectadas, o que pode ser indicado por uma luz de controle (LED) no aparelho de rede. Em broadcasting, é o termo usado para representar a transmissão entre unidades móveis e a sede da emissora, ou entre a conexão estabelecida com satélites e estações terrestres para a geração, por exemplo, de eventos ao vivo. Na web, link é o endereço para outro documento no mesmo servidor ou em outro servidor remoto. M-commerce Abreviatura de mobile commerce, modalidade de comércio eletrônico móvel que se diferencia do comércio eletrônico convencional porque é realizada por meio de telefones ou terminais sem fio, em vez de equipamentos fixos. Modem Modulador-demodulador. É o equipamento mais utilizado para transmitir e receber dados pela internet Os sinais digitais saem do computador por uma porta serial e são convertidos pelo modem em sinais analógicos adequados para trafegar por longas distâncias, via linhas telefônica. Essa operação chama-se modulação. A demodulação ocorre quando o modem recebe o sinal analógico e o decodifica para um sinal digital, entendido pelo computador. A taxa de transmissão real depende do modelo do aparelho e da qualidade da linha telefônica à qual o modem está conectado. A mais comum é 56 Kbps. Há modelos que juntam duas linhas telefônicas para conseguir taxas de 112 Kbps. Multiplexador (mux) Dispositivo de rede que permite que dois ou mais sinais sejam enviados por um circuito de comunicação e compartilhem o percurso de transmissão. O mux divide a largura de banda total do circuito em várias bandas menores, pelas quais trafegam os subcanais de transmissão. É usado, por exemplo, para transportar dados e voz por uma mesma linha, sem que essa interfira no sinal - dois muxs concentram o sinal numa ponta e o dividem na outra. Narrowband Em português, banda estreita, nome dado às conexões de baixa velocidade (abaixo de 64 Kbps) para contrapor-se à banda larga.



176

Operadora Empresa que possui a concessão para oferecer um serviço público de comunicação de voz ou dados. É adotado como referência para as empresas de telefonia fixa, celular, de longa distância ou transmissão de dados. Paging Serviço de comunicação baseado na transmissão de mensagens alfanuméricas para pequenos aparelhos portáteis. Chamados pagers, os aparelhos recebem as mensagens num visor de cristal líquido, mas, em geral, não permitem o envio de respostas. Nos últimos três anos, surgiram os primeiros pagers "two-way", que oferecem o recurso de transmissão de mensagens. PBX Private Branch Exchange ou central telefônica privada. Equipamento que concentra o fluxo de ligações telefônicas recebidas por uma entidade, desde um condomínio até uma grande corporação, realizando a comutação e o encaminhamento das chamadas aos ramais que estão a ele conectados. Seu tamanho e características variam conforme o modelo e as necessidades do cliente. PCM Pulse Code Modulation ou modulação de código de pulsos, é um procedimento para a adaptação, durante a transmissão, de um sinal analógico (como voz) num feixe digital de bits a 64 Kbps. Porta Interface física para a conexão entre computadores, terminais, impressoras, modems, switches, roteadores, multiplexadores e outros equipamentos. Protocolo Conjunto formal de convenções que regulam o formato e o sincronismo da troca de mensagens entre dois sistemas de comunicações. Em outras palavras, pode ser definido como o idioma falado na conversa entre dois dispositivos durante o estabelecimento de uma comunicação. QoS Quality Of Service, ou qualidade de serviço. É um parâmetro de eficiência do serviço acertado previamente em contrato pela operadora de serviços de telecomunicações e o cliente. Por exemplo, disponibilidade de 99,9% significa que a conexão contratada não pode ficar mais de 0,1% (quase nove horas num ano) fora do ar, ou sem serviço, sob pena de multa ou outro tipo de ressarcimento. O QoS é medido também em variáveis como tempo de atraso dos pacotes ou velocidade média da conexão.



177

RDSI Sigla para Rede Digital de Serviços Integrados, serviço fornecido por operadoras de telefonia fixa que permite transmissão de dados, voz e vídeo simultaneamente. Há dois níveis de serviço RDSI. O nível básico emprega dois canais independentes tipo B de 64 Kbps para transmissão, mais um terceiro canal D de 16 Kbps para sinalização e controle. Os canais B podem ser combinados para garantir velocidade de acesso de 128 Kbps. O nível primário é composto por trinta canais tipo B de 64 Kbps (no padrão europeu, ou 23 canais tipo B nos Estados Unidos) e um tipo D de 64 Kbps. Nesse caso, a combinação dos trinta canais de transmissão de dados garante uma taxa de até 2 Mbps. Roaming Sistema que permite que o cliente de uma empresa de telefonia móvel possa acessar e ser acessado pelo serviço móvel celular mesmo estando fora da área de abrangência da operadora. Por exemplo, o paulistano em viagem ao Rio de Janeiro pode fazer e receber ligações, seja ele cliente da BCP ou da Telesp Celular, com o uso da infra-estrutura das operadoras de telefonia local (ATL ou Telefônica Celular). A operação ocorre automaticamente, sem que o usuário precise configurar o aparelho ou pedir o serviço à operadora. No caso de roaming internacional, no entanto, o cliente precisa requisitar o serviço e pagar um adicional por ele. RPTC Sigla de Rede Pública de Telefonia Comutada, é a rede acessada por telefones comuns, sistemas de ramais, troncos PBX e equipamentos de transmissão de dados. Em inglês, PSTN ou Public Switched Telephone Network. Satélite Equipamento de comunicação que gira sobre a órbita terrestre. Seu funcionamento consiste em refletir sinais de microondas enviados da superfície da Terra para outro satélite ou diretamente para uma antena no solo. Surgido na esteira da corrida espacial, o satélite viabiliza a transmissão de sinais de TV, rádio, telefonia e dados para todo o mundo, aproveitando o fato de estar acima do obstáculo representado pela curvatura terrestre. Smart Phone Terminal de telefonia móvel, do padrão GSM, desenvolvido para facilitar a recepção de e-mails, faxes e telas de intranet no visor dos aparelhos. Possui pequeno teclado e software que faz a ligação direta do telefone com serviços ou aplicações específicos. SMC Serviço móvel de comunicação terrestre que utiliza sistema de radiodifusão com



178

tecnologia celular e se interconecta com a rede pública de telecomunicações. É baseado na cobertura de áreas por células. Nesse sistema, estações radiobase transmitem os sinais a aparelhos móveis. SME Serviço Móvel Especializado, conecta grupos de usuários por ligações diretas de rádio, além de realizar chamadas para telefones da rede pública (fixa e móvel), por meio dos gateways da operadora. Conhecido originalmente como trunking. SMP Sigla para Serviço Móvel Pessoal nome dado pela Anatel aos novos serviços de telefonia móvel terrestre que foram oferecidos ao consumidor, a partir de 2001, com a entrada em operação das concessionárias das bandas C, D e E. SMS Short Message Service, ou serviço de mensagens curtas. Tecnologia que habilita telefones celulares a receber mensagens alfanuméricas, de modo similar a um aparelho pager. O usuário visualiza a mensagem no visor, mas não pode enviar uma mensagem de volta. Sombra Área geográfica em que o sinal da operadora de telefonia móvel é deficiente e as ligações ficam entrecortadas ou não são completadas. É causado por fenômenos atmosféricos ou devido à topologia do local. Acidentes geográficos, edifícios, túneis e garagens subterrâneas são alguns dos fatores que interferem na qualidade das ligações. STP Shielded Twisted Pair, ou par trançado com blindagem, designa os fios telefônicos encapados com uma blindagem metálica. O objetivo é eliminar interferências externas, principalmente no uso em sistemas de transmissão de dados. Switch Aparelho dotado de múltiplas portas para a conexão de dispositivos ligados a uma rede. Realiza a operação de comutação (switching), ou seja, recebe dados de uma estação ou do roteador conectado ao mundo externo (WAN) e os envia para as estações locais (LANs), conforme o endereço do destinatário. A taxa de transmissão é personalizada para cada usuário, até a capacidade total da banda do switch. O dispositivo é usado para conectar LANs entre si ou segmentar LANs, atuando normalmente na camada 3 (rede) da arquitetura OSI.



179

T1 Padrão norte-americano que define a linha digital de alta velocidade, com capacidade de transmissão de 1,544 Mbps. Termo criado pela AT&T, T1 é amplamente utilizado em redes privadas e na interconexão entre redes locais e redes públicas de telecomunicações. TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol, protocolos de comunicação básicos da internet, utilizados também na implementação de redes privativas como intranets e extranets. E composto de dois níveis. O nível mais elevado é o de controle de transmissão. Ele gerencia a reunião de mensagens e arquivos em pacotes e vice-versa. O segundo cuida da parte de endereçamento dos pacotes, de modo que cheguem ao lugar de destino. TDM Time Division Multiplexer, ou multiplexador por divisão de tempo em português. Dispositivo que divide o tempo disponível de um circuito de comunicação de dados composto por seus vários canais, geralmente por meio de bits de intercalação (bits TDM) ou caracteres (caracteres TDM) de dados referentes a cada terminal. Tronco Circuito único entre dois pontos, sendo que ambos são centros de comutação ou pontos de distribuição individual. Um tronco geralmente processa diversos canais de comunicação simultaneamente. UHF Ultra High Frequency faixa de freqüências muito alta (entre 300 MHz e 3 GHz) destinada à transmissão de canais de TV aberta (do canal 14 para cima). Uplink Sinal de transmissão de dados enviado de uma estação terrestre para o satélite em Órbita. VHF Very High Frequency, faixa de freqüências entre 30 MHz e 300 MHz, destinada à transmissão de canais de televisão aberta (do canal 2 ao 13). VPN Virtual Private Network, ou rede privada virtual, é uma rede para uso exclusivo dos usuários autorizados por uma empresa, para que se conectem a ela de qualquer lugar do mundo. A VPN funciona como uma rede privada, com a diferença de que



180

trafega dados sobre a infra-estrutura da rede pública de dados ou da própria internet. Requer a contratação de uma operadora de telecomunicações, além de hardware de rede e software especiais para a autenticação de usuários. WAP Wireless Application Protocol, ou protocolo de aplicações sem fio. É um embrião da tecnologia que fará o telefone celular tornar-se um terminal pleno de acesso à internet. O WAP já está em operação no Brasil e consiste na transformação, adaptação e criação de conteúdo da internet para visualização na tela de um celular. Como as telas atuais têm capacidade reduzida, o conteúdo é apresentado como uma lista. Os serviços oferecidos incluem notícias, transações bancárias e operações de reserva de vôos. Wireless Expressão genérica que designa sistemas de telecomunicações nos quais as ondas eletromagnéticas – e não fios – se encarregam do transporte dos sinais. WLL Sigla de Wireless Local Loop, ou circuito local sem fio. Designa a tecnologia baseada num terminal de telefone fixo que se comunica via ondas de rádio com a central telefônica de trânsito público. É utilizada no Brasil pelas empresas espelho, concorrentes das companhias de telefonia fixa já estabelecidas com sua rede de fios de cobre. WML Wireless Markup Language, espécie de versão WAP da metodologia de descrição de dados XML. Baseada em tags, permite que porções de textos de páginas web sejam apresentadas na tela de telefones celulares e outros dispositivos WAP.

Apostila Sistemas de Comunicação

Documents

Transcript of Apostila Sistemas de Comunicação