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Elementos de um sistema deElementos de um sistema de comunicaçõescomunicações
AULA 1AULA 1
Sistemas de Comunicações
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COMUNICAÇÃOCOMUNICAÇÃO
TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO DETRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO DE
UM PONTO A OUTRO, ATRAVÉS DEUM PONTO A OUTRO, ATRAVÉS DE
UMA SUCESSÃO DE PROCESSOS.UMA SUCESSÃO DE PROCESSOS.
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Processos de ComunicaçãoProcessos de Comunicação
Geração de sinais de mensagem: voz, música,Geração de sinais de mensagem: voz, música, imagens ou informações de computadores;imagens ou informações de computadores;
A descrição do sinal de mensagem com precisãoA descrição do sinal de mensagem com precisão adequada, através de um conjunto de símbolos:adequada, através de um conjunto de símbolos: elétricos, auditivos ou visuais;elétricos, auditivos ou visuais;
A codificação destes símbolos de forma que possaA codificação destes símbolos de forma que possa ser possível a sua transmissão através de um meioser possível a sua transmissão através de um meio físico de interesse;físico de interesse;
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Processos de ComunicaçãoProcessos de Comunicação
A transmissão deste código ao destinoA transmissão deste código ao destino desejado;desejado;
A decodificação e reprodução dos símbolosA decodificação e reprodução dos símbolos originais;originais;
A recriação da mensagem original, com umA recriação da mensagem original, com um nível de degradação aceitável, degradaçãonível de degradação aceitável, degradação esta, devido às imperfeições do sistema.esta, devido às imperfeições do sistema.
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Elementos básicos de uma cadeiaElementos básicos de uma cadeia
de comunicaçãode comunicação
AA cadeiacadeia dede comunicaçãocomunicação básicabásica compostacomposta dosdos trêstrês elementoselementos essenciaisessenciais aa umauma comunicaçãocomunicação:: aa fontefonte dede informação,informação, oo sistemasistema dede comunicaçãocomunicação ee oo destinodestino dada informaçãoinformação..
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Elementos básicos de uma cadeiaElementos básicos de uma cadeia
de comunicaçãode comunicação
FonteFonte dede InformaçãoInformação:: OrigemOrigem dada mensagemmensagem aa serser transmitida,transmitida, podendopodendo serser nana formaforma dede sons,sons, imagensimagens ouou textostextos..
DestinoDestino dada InformaçãoInformação:: ÉÉ oo locallocal ondeonde aa mensagemmensagem seráserá recebidarecebida parapara serser processadaprocessada..
SistemaSistema dede ComunicaçãoComunicação:: ÉÉ oo meiomeio pelopelo qualqual aa informaçãoinformação seráserá transportadatransportada dada fontefonte atéaté oo destinodestino.. 6
Elementos básicos de um sistemaElementos básicos de um sistema
de comunicaçãode comunicação
MeioMeio dede TransmissãoTransmissão (MT)(MT):: ÉÉ oo elementoelemento responsávelresponsável pelopelo transportetransporte dada informaçãoinformação queque saisai dodo transmissortransmissor ee chegachega aoao receptorreceptor.. OO meiomeio dede transmissãotransmissão determinadetermina oo tipotipo dede TxTx ee RxRx aa serser utilizadoutilizado..
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Elementos básicos de um sistemaElementos básicos de um sistema
de comunicaçãode comunicação
Basicamente,Basicamente, existemexistem doisdois meiosmeios dede transmissãotransmissão::
WirelessWireless:: OsOs sistemassistemas dede comunicaçãocomunicação viavia rádiorádio utilizamutilizam ondasondas eletromagnéticaseletromagnéticas comocomo elementoelemento dede ligaçãoligação entreentre oo transmissortransmissor ee oo receptor,receptor, istoisto é,é, usamusam oo espaçoespaço livrelivre parapara transmissão,transmissão, comocomo exemplosexemplos:: SistemasSistemas Rádio,Rádio, SistemasSistemas Satélite,Satélite, SistemasSistemas CelularesCelulares..
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Elementos básicos de um sistemaElementos básicos de um sistema
de comunicaçãode comunicação
WiredWired:: OsOs sistemassistemas dede comunicaçãocomunicação viavia cabo,cabo, tambémtambém denominadodenominado dede linhalinha dede transmissão,transmissão, utilizautiliza estaesta linhalinha parapara ligarligar oo transmissortransmissor aoao receptorreceptor.. EstaEsta linhalinha dede transmissãotransmissão podepode serser metálica,metálica, cabocabo telefônico,telefônico, caboscabos coaxiaiscoaxiais ouou fibrafibra óptica,óptica, comocomo exemplosexemplos:: SistemasSistemas FOTSFOTS ((FiberFiber OpticalOptical TransmissionTransmission System),System), SistemasSistemas XDSLXDSL (Digital(Digital SubscriberSubscriber LineLine))..
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Elementos básicos de um sistemaElementos básicos de um sistema
de comunicaçãode comunicação
ReceptorReceptor ((RxRx)):: ÉÉ oo elementoelemento responsávelresponsável porpor captarcaptar oo sinalsinal dada informaçãoinformação ee convertêconvertê-- lolo nana suasua formaforma originaloriginal idênticaidêntica aa queque foifoi processadaprocessada nono transmissortransmissor..
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Modos de ComunicaçãoModos de Comunicação
““ BroadcastingBroadcasting ”” –– Utilização de um únicoUtilização de um único transmissor e vários receptores. Atransmissor e vários receptores. A informação flui em um único sentido.informação flui em um único sentido.
Comunicação ponto a pontoComunicação ponto a ponto –– AA comunicação acontece entre um únicocomunicação acontece entre um único emissor e um único receptor. Normalmenteemissor e um único receptor. Normalmente o fluxo é bidirecional.o fluxo é bidirecional.
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Classificação dos canais deClassificação dos canais de
comunicaçãocomunicação
“Power Limited”“Power Limited” –– Sistemas cuja limitaçãoSistemas cuja limitação é a potência do sinal transmitido. Ex.: canalé a potência do sinal transmitido. Ex.: canal de satélite.de satélite.
“Band Limited”“Band Limited” –– Sistemas cuja limitação éSistemas cuja limitação é a faixa de freqüência alocada. Ex.: circuitosa faixa de freqüência alocada. Ex.: circuitos de telefonia.de telefonia.
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Fontes de InformaçãoFontes de Informação
MúsicaMúsica –– OriginaOrigina--se de instrumentosse de instrumentos musicais. Possui estrutura melódicamusicais. Possui estrutura melódica (seqüência de sons) e harmônica (sons(seqüência de sons) e harmônica (sons simultâneos). A diferença entre a música e asimultâneos). A diferença entre a música e a fala é que a última ocupa uma largura defala é que a última ocupa uma largura de faixa muito maior, podendofaixa muito maior, podendo--se extenderse extender acima de 15 KHz.acima de 15 KHz.
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Fontes de InformaçãoFontes de Informação
ImagensImagens –– Podem ser dinâmicas (vídeo) ouPodem ser dinâmicas (vídeo) ou estáticas(fotografias). As imagens a fim deestáticas(fotografias). As imagens a fim de serem transmitidas, devem ser convertidasserem transmitidas, devem ser convertidas em sinais elétricos. Para tal devem serem sinais elétricos. Para tal devem ser escaneadas seqüencialmente.escaneadas seqüencialmente.
Desta forma um sinal bidimensional éDesta forma um sinal bidimensional é convertido em um sinal unidimensional.convertido em um sinal unidimensional.
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Fontes de InformaçãoFontes de Informação
Sinais de ComputadoresSinais de Computadores –– Textos transmitidos,Textos transmitidos, utilizando o ASCII (American Standard Codeutilizando o ASCII (American Standard Code for Information Interchange).for Information Interchange).
Cada caracter do ASCII é representado porCada caracter do ASCII é representado por sete bits. Assim é possível obtersete bits. Assim é possível obter--se 2se 2^77 = 128= 128 caracteres diferentes.caracteres diferentes.
Esses bits são enviados deste o menosEsses bits são enviados deste o menos significativo bsignificativo b 11 , até o mais significativo b, até o mais significativo b 77 ..
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Representação do envio de um bitRepresentação do envio de um bit
através do padrão RSatravés do padrão RS--232 232
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Fontes de InformaçãoFontes de Informação - -
ComputadoresComputadores
““ Bursting nature”Bursting nature” – – Períodos de atividade,Períodos de atividade, entremeado por períodos de silêncio.entremeado por períodos de silêncio.
Computadores são utilizados para download deComputadores são utilizados para download de arquivos comprimidos. Há dois tipos dearquivos comprimidos. Há dois tipos de compressão de arquivos:compressão de arquivos: a)a) Compressão sem perdas (Compressão sem perdas ( Lossless compression)Lossless compression) Remove informações redundantes, porém éRemove informações redundantes, porém é possível reconstruir exatamente a informaçãopossível reconstruir exatamente a informação original;original; b)b) Compressão com perdas (Compressão com perdas ( Lossy compression)Lossy compression) HáHá uma perda controlada de informações.uma perda controlada de informações. (^23)
Compressão de áudio e vídeoCompressão de áudio e vídeo
Padrões standard de compressão:Padrões standard de compressão: a) JPEG image coding standard (Joint Photographica) JPEG image coding standard (Joint Photographic experts group)experts group) –– os pixels são agrupados emos pixels são agrupados em blocos de 8X8, aplicablocos de 8X8, aplica--se a transformada dese a transformada de Fourier cosseno discreta, obtendoFourier cosseno discreta, obtendo--se 64se 64 coeficientes, esses coeficientes são codificados emcoeficientes, esses coeficientes são codificados em 8 bits, passam por uma compressão tipo8 bits, passam por uma compressão tipo losslesslossless ee finalmente são decodificados através do processofinalmente são decodificados através do processo inverso no outro computador.inverso no outro computador.
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SinaisSinais
Classificação:Classificação:
b)b) Periódico e aperiódico:Periódico e aperiódico:
- Periódico: Um sinal é periódico se1) Periódico: Um sinal é periódico se f(t) = f(t+nTf(t) = f(t+nToo),), onde n é um inteiro qualquer.onde n é um inteiro qualquer.
Sinal periódico 28
SinaisSinais
Classificação:Classificação:
b)b) Periódico e aperiódico:Periódico e aperiódico:
- Aperiódico: Sinais aperiódicos são que não1) Aperiódico: Sinais aperiódicos são que não possuem Tpossuem T 00 que satisfaça a condição deque satisfaça a condição de periodicidade.periodicidade.
Sinal aperiódico 29
SinaisSinais
Classificação:Classificação:
c)c) Analógicos, discretos e digitais:Analógicos, discretos e digitais:
- Analógicos: Podem assumir qualquer valor em1) Analógicos: Podem assumir qualquer valor em amplitude no tempo.amplitude no tempo.
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SinaisSinais
Classificação:Classificação:
c)c) Analógicos, discretos e digitais:Analógicos, discretos e digitais:
- Discretos: São sinais definidos a intervalos2) Discretos: São sinais definidos a intervalos regulares de tempo e representáveis porregulares de tempo e representáveis por seqüências de números .seqüências de números.
Sinal discreto: senóide amostrada, de amplitude A e (sinal contínuo em pontilhado) (^31)
SinaisSinais
Classificação:Classificação:
c)c) Analógicos, discretos e digitais:Analógicos, discretos e digitais:
- Digitais: São sinais discretos no tempo e em3) Digitais: São sinais discretos no tempo e em amplitudes,amplitudes, com estas codificadascom estas codificadas numericamente.numericamente.
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SinaisSinais
Classificação:Classificação:
d)d) Determinísticos e aleatóriosDeterminísticos e aleatórios
- Determinísticos: Não há incerteza quanto ao seu1) Determinísticos: Não há incerteza quanto ao seu valor em nenhum instante de tempo. Tais sinaisvalor em nenhum instante de tempo. Tais sinais podem ser representados no tempo através depodem ser representados no tempo através de fórmulas matemáticas.fórmulas matemáticas.
f ( ) t = A cos( 2 π f 0 t )
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ModulaçãoModulação
Classificação:Classificação:
A) de acordo com a portadora:A) de acordo com a portadora:
- CW1) CW –– Continuous waveContinuous wave
Modulação cw (a) em amplitude: AM; (b) em freqüência: FM 37
ModulaçãoModulação
Classificação:Classificação:
A) de acordo com a portadora:A) de acordo com a portadora:
- Pulsos2) Pulsos
Modulação de pulsos (a) amplitude (PAM); (b) duração (PWM) 38
ModulaçãoModulação
Classificação:Classificação: B) de acordo com o sinal modulador:B) de acordo com o sinal modulador: 1)1) Sinal modulador analógico ou contínuoSinal modulador analógico ou contínuo 2)2) Sinal modulador pulsado, modulação PSK, FSKSinal modulador pulsado, modulação PSK, FSK ou ASKou ASK
Os diversos tipos de modulação podem ser utilizadosOs diversos tipos de modulação podem ser utilizados em combinação. Ex.: sinal de TV.em combinação. Ex.: sinal de TV.
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Por que Modular?Por que Modular?
Transmissão eficiente;Transmissão eficiente;
Reduzir problemas de Hardware;Reduzir problemas de Hardware;
Para reduzir efeitos de interferência e ruído;Para reduzir efeitos de interferência e ruído;
Para alocação de freqüências;Para alocação de freqüências;
Para multiplexagem em freqüência.Para multiplexagem em freqüência.
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Por que Modular?Por que Modular?
Reduzir problemas de Hardware;Reduzir problemas de Hardware;
Dois sinais de mesma largura de faixa, mas largura de faixa fracionária diferentes (fora de escala)
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Por que Modular?Por que Modular?
Para reduzir efeitos de interferência e ruído;Para reduzir efeitos de interferência e ruído;
Para alocação de freqüências;Para alocação de freqüências;
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Ondas Eletromagnéticas (OEM)Ondas Eletromagnéticas (OEM)
AA OEMOEM propagapropaga--sese nono vácuovácuo àà velocidadevelocidade dada luzluz.. DuasDuas cristascristas consecutivasconsecutivas dodo campocampo elétricoelétrico estãoestão separadasseparadas porpor umauma distânciadistância igualigual aoao seuseu comprimentocomprimento dede ondaonda..
AA direçãodireção dodo campocampo elétricoelétrico dede umauma OEMOEM éé paralelaparalela aoao eixoeixo longitudinallongitudinal dodo elementoelemento irradianteirradiante ee determinadetermina aa suasua polaridadepolaridade..
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Ondas Eletromagnéticas (OEM)Ondas Eletromagnéticas (OEM)
NoNo espaço,espaço, asas OEMOEM espalhamespalham--sese uniformementeuniformemente emem todastodas asas direçõesdireções aa partirpartir dodo pontoponto dede origemorigem..
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Ondas Eletromagnéticas (OEM)Ondas Eletromagnéticas (OEM)
QuandoQuando umauma OEMOEM sese propagapropaga pelapela superfíciesuperfície terrestre,terrestre, percebepercebe--sese aa ocorrênciaocorrência dede reflexão,reflexão, refraçãorefração ee difraçãodifração..
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Propagação das Ondas de RádioPropagação das Ondas de Rádio
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Propagação das Ondas de RádioPropagação das Ondas de Rádio
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