1) Introdução: Conceitos básicos.
1
1.10) Transmissão da informação - Definições
Sistema de Comunicação Genérico operando por Sinais Elétricos.
Distorção
Atenuação
Ruído Interno
Fonte de
Informação
Transdutor
Mensagem
Transmissor
Modulador
Sinal de
Entrada
Canal de
Transmissão
Sinal
Transmitido
Receptor
Demodulador
Sinal
Recebido
Fonte de Ruído
Externo
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Transdutor
Sinal de
Saída
Destino
Mensagem
1) Introdução: Conceitos básicos.
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1.10) Transmissão da informação – Definições (cont)
Fonte de Informações
É a origem das informações a serem transmitidas. Estas informações
podem ser de natureza não elétrica (voz humana, por exemplo), devendo
ser convertidas em sinais elétricos correspondentes.
Mensagem
É a forma pela qual a fonte de informação fornece os dados a serem
transmitidos.
Transdutor
É um conversor que transforma a mensagem em um sinal elétrico adequado
(sinal de entrada) para ser manipulado no transmissor. Na recepção ocorre o
processo inverso.
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1) Introdução: Conceitos básicos.
3
1.10) Transmissão da informação – Definições (cont)
Transmissor
É um sistema que trata o sinal de entrada (sinal em banda base), tornandoo adequado para ser transmitido no canal. O sinal transmitido pode ser em
banda básica (baseband) ou banda larga (broadband), ou seja sem ou com
modulação respectivamente;
Receptor
É um Sistema que processa o sinal recebido e procura recuperar o sinal
transmitido originalmente (demodulando ou não), cancelando os efeitos
gerados pelo transmissor e pelo canal.
Canal de Transmissão
É o meio de transmissão, ou seja, é a mídia onde trafegará as informações
a serem transmitidas.
Atenuação
É a redução de potência do sinal enviado em função das perdas por
radiação e geração de calor que ocorrem no processo de transmissão;
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1) Introdução: Conceitos básicos.
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1.10) Transmissão da informação – Definições (cont)
Distorção
São alterações sofridas pelo sinal transmitido, que são introduzidas pelo
próprio canal de transmissão. Um exemplo seria a distorção na transmissão
de uma onda quadrada ocasionada pelas diferentes atenuações em cada
uma de suas componentes em freqüência.
Fonte de Ruído Externo
O ruído externo é um sinal gerado fora do canal de transmissão que, por
algum tipo de interferência elétrica aleatória gera alteração no sinal
transmitido. Como exemplo seriam as descargas elétricas atmosféricas,
radiações solares e linhas de transmissão de alta tensão.
Ruído Interno
Também de origem aleatória são ruídos originados pela movimentação dos
elétrons nos materiais condutores e recombinações de portadores
que ocorrem em dispositivos eletrônicos.
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1) Introdução: Conceitos básicos.
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1.10) Transmissão da informação – Definições (cont)
Relação Sinal Ruído (S/N – Signal to noise Ratio)
É definida como a relação entre a potência do sinal recebido e a potência do ruído
incorporado na transmissão. Assim:
Onde:
 PS 
S

P 

N
 N 
Ps – Potência do sinal transmitido [watts]
Pn – Potência do ruído [watts].
dB – decibel (unidade de potência relativa)
log – logaritmo base 10.
É muito comum em transmissão de sinais expressar a relação sinal ruído em uma
unidade chamada de decibel (dB). Assim a S/N e definida é calculada pela relação:
S
N dB
 PS 
 10 log
P 

 N 
Onde:
dB – decibel (unidade de potência relativa)
log – logaritmo base 10.
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1) Introdução: Conceitos básicos.
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1.10) Transmissão da informação – Definições (cont)
Principais prefixos métricos
Exp
Decimal
Prefixo
Exp
Decimal
Prefixo
10-3
0,001
mili (m)
103
1.000
10-6
0,000001
micro ()
106
1.000.000
Mega (M)
10-9
0,000000001
nano (n)
109
1.000.000.000
Giga (G)
10-12
0,000000000001
pico (p)
1012
1.000.000.000.000
Tera (T)
10-15
0,000000000000001
femto (f)
1015
1.000.000.000.000.000
Peta (P)
10-18
0,000000000000000001
atto (a)
1018
1.000.000.000.000.000.000
Exa (E)
10-21
0,000000000000000000001
zepto (z)
1021
1.000.000.000.000.000.000.000
Zetta (Z)
10-24
0,000000000000000000000001
yocto (y)
1024
1.000.000.000.000.000.000.000.000
Yotta (Y)
Exemplos:
10.000 bits = 10x103 kbits = 10 kb
0,0000015 segundos = 1,5x10-6 segundos = 1,5 s
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Kilo (k)
1) Introdução: Conceitos básicos.
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1.11) Caracterização dos Sinais Analógicos
 Tomando como exemplo a voz, o seu meio físico natural de propagação
na sua forma original é o ar.
Em uma conversa, nossas cordas vocais criam uma perturbação do ar que
faz com que as moléculas sejam expandidas e comprimidas, criando
O que é chamado de onda mecânica. Esse tipo de onda é chamado de
analógico porque cria uma forma de onda análoga ao som que ela
representa.
 As ondas analógicas, como a voz, os sons e a música são encontradas na
natureza e uma característica importante e que estão continuamente
variando, ou seja, tem um número infinito de valores. A onda senoidal
é uma boa representação de um sinal analógico.
Intensidade
Tempo
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1) Introdução: Conceitos básicos.
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1.11) Caracterização dos Sinais Analógicos (cont)
Matematicamente, o sinal senoidal é classificado como periódico (se repete
a cada período T) e pode ser representado pela função v(t) e respectivo
gráfico conforme indicado abaixo:
v(t)
A

-A
v(t )  A cost   
T
t
Onde:
A: Amplitude de pico [Volts]
ω : Freqüência Angular : ω=2¶f = 2¶/T [radianos/segundo]
Freqüência : f=1/T [1/segundo]=[Hertz]
 : Fase [radianos]
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1) Introdução: Conceitos básicos.
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1.12) Caracterização dos Sinais Digitais
 Diferente dos sinais analógicos, os sinais digitais não ocorrem na natureza e foram
idealizados pelo ser humano;
 Utilizados como um método de codificação da informação, sendo o código Morse um
dos primeiros exemplos;
 São sinais cuja amplitude só assume determinados valores discretos dentro de um
conjunto finito de valores possíveis para função que os define.
Exemplo: Onda quadrada simétrica, onde para o intervalo de tempo T compreendido
entre 0  t  T, temos:
v(t) = A, para o intervalo 0  t T/2
v(t)
A
v(t) = 0, para o intervalo T/2  t T
T/2
T
Onde:
T=Período=1/f
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t
1) Introdução: Conceitos básicos.
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1.13) Codificação para transmissão de informações digitais
Os sinais digitais funcionam como códigos para transmissão de informações binárias (bits)
geradas pelos sistemas computacionais, visto que se resumem a uma série de zeros e huns.
Um exemplo seria a codificação NRZ:
NRZ (Non-Return-to-Zero) - Utiliza dois níveis de tensões que ocupam todo o intervalo de
duração do bit (T);
Unipolar- as tensões permitidas são “0 e +V”, representando nível lógico “0” e nível lógico
“1” respectivamente;
Bipolar- As tensões permitidas são “-V e +V”,representando nível lógico “0” e nível lógico “1”
respectivamente.
Dados
0
NZR (unipolar)
+V
1
1
0
0
1
0
0
0
T
NZR (bipolar)
+V
-V
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0
1
1
1
1
1) Introdução: Conceitos básicos.
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1.14) Composição de um sinal periódico: Série de Fourier
 Um sinal periódico qualquer pode ser decomposto em uma somatória de
sinais senoidais e cossenoidais com freqüências múltiplas inteiras da
freqüência fundamental f, cada uma com uma determinada amplitude A e
uma determinada fase , mais uma componente continua (de freqüência
zero). Esta somatória é a chamada Série de Fourier.
 Os sinais senoidais ou cossenoidais com freqüências múltiplas inteiras n
da fundamental são chamadas harmônicas de ordem n.
 Isto explica as modificações que ocorrem em um sinal ao percorrer um
canal de transmissão, pois os efeitos do ruído, distorção e atenuação no
sinal não são os mesmos para todas as harmônicas que compõe o sinal;
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1) Introdução: Conceitos básicos.
12
1.14) Composição de um sinal periódico: Série de Fourier (cont)
Exemplo de composição de uma onda quadrada através da somatória de 6 harmônicas;
Harmônicas
Sinal resultante
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1) Introdução: Conceitos básicos.
13
1.15) Capacidade de Transmissão: Lei de Shannon
 Um canal de transmissão sempre introduz ruído, distorção e atenuação no sinal
transmitido, estes efeitos dependem das características físicas do meio e não são
homogêneos em todas as componentes do sinal descritas pela Série de Fourier, distorcendo
assim o sinal original;
 Define-se Largura de Banda (W) de um canal a diferença entre a maior e a menor
freqüências (em hertz) as quais não sofrem atenuação expressiva durante a transmissão;
 A Capacidade (C) ou Taxa de Transmissão de um canal é dada pela quantidade máxima de
informações transmitidas em um determinado período (dada em bits por segundo);
 É possível demonstrar que um canal de transmissão tem uma capacidade máxima de
transmissão limitada, que dependerá da largura de banda do canal e do ruído inserido pelo
próprio canal durante a transmissão. Assim, Claude Shannon (1949) elaborou uma lei que
define esta capacidade:

C  W log2 1  S
N

Onde:
C – Capacidade máxima do canal (em bits por segundo –
bps)
S/N – Relação sinal ruído
W – Largura de banda do sinal a ser transmitido (em hertz)
log2 – logaritmo base 2.
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1) Introdução: Conceitos básicos.
14
1.15) Capacidade de Transmissão: Lei de Shannon (cont)
Exemplo:
Para uma linha telefônica convencional, os valores típicos encontrados são:
 Largura de banda do canal de aproximadamente 3000 Hertz (3400 Hz – 300 Hz)
 Relação sinal ruído de 1000, ou seja, a potência do sinal é 1000 vezes maior que a
potência do ruído inserido na transmissão (10 log1000 = 30 dB);
Aplicando-se a Lei de Shannon:

C  W log2 1  S

N
C  3000log2 1  1000
C  3000  10
C  30.000bps
Valor teórico máximo de Capacidade ou Taxa de
transmissão
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1) Introdução: Conceitos básicos.
15
1.16) Modos de Transmissão de sinais
 SIMPLEX:
Refere-se à transmissão uni-direcional (Exemplos: Transmissão de TV ou
Rádio);
A
B
 HALF-DUPLEX:
Transmissão
amador);
bidirecional,
mas
não
A
 FULL-DUPLEX:
simultaneamente
ou
(Exemplo:
rádio
B
Refere-se à transmissão bidirecional simultânea em 2 canais (Exemplo:
telefonia).
A
B
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1) Introdução: Conceitos básicos.
16
1.17) Meios físicos de transmissão
O enlace é formado pelo meio físico por onde são
transmitidos os sinais elétricos, ópticos ou eletromagnéticos
que transportam as informações. Tais meios podem ser:
 Meios guiados:
Os sinais se propagam confinados em um meio sólido e com
um caminho único: cabos de cobre, fibra óptica;
 Meios não guiados:
Os sinais (eletromagnéticos) se propagam através do ar no
espaço livre ou em ambientes restritos. Exemplos:
Transmissão de TV ou Rádio, Satélites, Wireless LAN´s.
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1) Introdução: Conceitos básicos.
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1.17) Meios físicos de transmissão (cont)
 Cabo Coaxial:
Formado por um núcleo de fio metálico (sinal) isolado e
envolvido por uma blindagem anti-ruído (shield);
. Uso comum em redes de 10 Mbps
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1) Introdução: Conceitos básicos.
18
1.17) Meios físicos de transmissão (cont)
 Twisted Pair (TP) – Par Trançado:
Formado por pares de fios de cobre isolados e trançados
ao longo do cabo. Disponível em várias categorias, em
função da taxa de transmissão utilizada. Exemplo:
. Categoria 3: até 10 Mbps
. Categoria 5 : 100 Mbps
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1) Introdução: Conceitos básicos.
1.17) Meios físicos de transmissão (cont)
 Cabo de fibra óptica:
Cilindro composto de sílica (vidro) denominado de núcleo envolvido
com uma capa refletiva (casca), formando uma fibra com diâmetro
total da ordem de 125 micrometros (1 = 10-6 m);
. As informações são transportadas por meio de pulsos de luz
gerados por LED´s ou LASER´s e que se propagam através da fibra
através de múltiplas reflexões;
. Permite altas taxas de transmissão (Gbps);
. Baixa taxa de erros e alta imunidade a ruídos.
Casca
Núcleo
LUZ
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1) Introdução: Conceitos básicos.
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1.18) Multiplexação e o compartilhamento do meio
 Canal canal de transmissão normalmente possui uma largura de banda W (em hertz)
que normalmente é bem maior que a banda necessária para transportar os sinais,
ocasionando assim o desperdício de uma parte da banda disponível que não seria
utilizada pela conexão;
 Uma solução para aumentar a capacidade do canal seria permitir o compartilhamento
do meio de transmissão por outras conexões simultâneas, dividindo assim a banda total
do canal desde que fosse possível transmitir os dados das várias conexões de forma
independente e sem interferência entre eles;
 A divisão da capacidade de um canal de transmissão em segmentos é conhecida por
MULTIPLEXAÇÃO e suas principais formas de são:
FDM (Multiplexação por Divisão em Freqüência)
TDM (Multiplexação por Divisão no Tempo).
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1) Introdução: Conceitos básicos.
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1.18) Multiplexação e o compartilhamento do meio (cont)
Exemplo:
4 usuários
FDM
freqüência
tempo
TDM
freqüência
tempo
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