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EVOLUÇÃO HISTÓRICA DAS COMUNICAÇÕES
A evolução do processo de comunicação nas sociedades, especificamente no que se refere ás
comunicações realizadas á distãncia ou telecomunicações, pode ser dividido basicamente em duas etapas:
antes do surgimento do telégrafo e, consequentemente, das telecomunicações sem o emprego de sinais
elétricos ou eletromagnéticos e a fase posterior até os dias atuais. Na realidade, a existência efetiva das
telecomunicações somente tem sido considerado apenas a partir do telégrafo.
A seguir, então, é apresentado um breve resumo de cada uma dessas fases: antes do telégrafo e
posterior a ele e, face sua importância para o início das telecomunicações, inclui-se um item específico para
apresentar informações sobre a invenção da telegrafia.
Finalmente, tendo em vista a notável importância para o mundo global e os avanços tecnológicos
decorrentes, é apresentado um item sobre o surgimento e a evolução da rede mundial conhecida por Internet.
2.1 – PERÍODO ANTERIOR AO TELÉGRAFO ELÉTRICO
Conforme mencionado no cap.1, a comunicação deve ter surgido juntamente com os primeiros
seres humanos, na medida em foi necessário algum processo de passar informação uns aos outros, seja entre
membros de uma família ou simplesmente pela necessidade de troca de informações de trabalho.
Possivelmente, a primeira forma de comunicação foi através da voz, da emissão de sons articulados entre as
pessoas.
Os primeiros registros de comunicação escrita datam de 15.000 AC, com a descoberta de desenhos
em cavernas na África. Posteriormente, foram encontrados registros de escrita da civilização Sumeri, no
período de 4.000AC a 3.000AC, seguidos pelos egípcios, com seus famosos hieroglifos (período a partir de
3.000AC).
Os primeiros registros de sistemas que podem ter usado os princípios característicos de
telecomunicações (comunicar entidades geograficamente distantes) parece ter sido o emprego de sinais
sonoros por tambores, por tribos africanas e em outros continentes e o emprego de sinais de fumaça por
índios, na América do Norte. A fig. 1.1(c) mostra um exemplo de comunicação por sinais de fumaça. Estes
métodos podem ser considerados como um sistema telegráfico (embora a palavra telégrafo esteja sempre
associada aos equipamentos elétricos desenvolvidos a partir da invenção de Samuel Morse, como descrito no
item 2.2). Pode-se ainda mencionar outros tipos de sinais utilizados em comunicações à distância, todos
baseados em elementos sonoros e visuais, como bandeiras e semáforos, muito usados por navios de guerra
até bem poucas décadas, foguetes iluminativos e outros mais.
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A palavra Telégrafo é de origem grega, sendo Tele de distância (remoto) e Grafo de escrita ou
seja, escrever á distância. Dessa forma, e como já mencionado anteriormente, qualquer dos tipos de
comunicação anteriormente referidos podem ser considerados um método de telegrafia.
No entanto, o termo é usado mais especificamente para indicar o tipo elétrico deste método de
comunicação, isto é, sempre que se menciona a palavra telégrafo, lembra-se do aparelho desenvolvido para
transmissão de textos por meio de sinais elétricos, o telégrafo elétrico ou simplesmente telégrafo. Apesar da
existência daqueles diversos tipos de comunicação á distãncia há milênios, a palavra telégrafo foi usada pela
primeira vez por volta de 1790, pelo engenheiro francês Claude Chappe, ao construir um equipamento capaz
de transmitir letras, palavras e frases por meio de um sistema ótico e que ligava as cidades de Paris e Lille.
Posteriormente, este sistema foi empregado em diversas cidades da Europa, até o início do século XIX.
Um desses sistemas interligava as cidades de Dover e Londres, sendo usado para que o governo em
Londres recebesso informações sobre a batalha de Waterloo; as informações chegavam por navio em Dover
e de lá seguiam pelo referido dispositivo até Londres, se não houvesse nevoeiro. Caso contrário, os londrinos
tinham mesmo que esperar o mensageiro a cavalo.
Como a eficácia desses equipamentos dependiam fundamentalmente da visibilidade local,
naturalmente as distâncias envolvidas não eram grandes bem como seu uso não era frequente. Somente com
o surgimento do telégrafo elétrico é que se pode realmente desenvolver sistemas de comunicação com
maiores velocidades e distãncias. Assim, os métodos anteriores tinham naturais deficiências, a principal delas
sendo a limitação de alcance, visto sempre haver necessidade que as duas extremidades estivessem
relativamente próximas para ver ou ouvir os sinais que eram produzidos. Somente quando se começou a
utilizar as possibilidades da eletricidade, no século XIX, entre as quais sua utilização para transmissões a
longa distância, é que as telecomunicações efetivamente começaram a existir e a se desenvolver, surgindo
inicialmente o telégrafo.
Neste texto, como na sociedade atual, telecomunicações e comunicação de dados refere-se tão
somente a utilização de sinais elétricos e eletromagnéticos para transmissão de informação à distãncia, cujo
primeiro processo real surgiu em 1844 com a implementação da primeira linha de telégrafo.
2.2. O TELÉGRAFO ELÉTRICO (MORSE)
Os primeiros registros de criação de um sistema elétrico de transmissão datam de 1795, com um
pequeno aparelho construido pelo espanhol Francisco Salvá. Durante o período entre aquela data e 1837,
diversas experiências com telégrafos elétricos foram realizadas na Europa, culminando com uma invenção de
Charles Wheatstone e William Cook.
Os dois visionários patentaram, em 1837, um sistema de transmissão de textos por meio de um
aparelho que empregava 6 fios e e 5 agulhas magnéticas, geradoras dos sinais requeridos para representar as
informações a serem enviadas. O referido invento foi sucessivamente aperfeiçoado até que em 1839, Cook e
Wheatstone criaram um telégrafo mais simples, com apenas 2 agulhas e capaz de enviar até 22 palavras por
minuto. A fig. 2.1 mostra um dos modelos desenvolvidos por Cook e Whaetstone, o telégrafo de 5 agulhas.
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Fig. 2.1 – O telégrafo de 5 agulhas de Cook e Wheatstone (Science Museum/Science & Society Picture)
Mas os créditos mundialmente conhecidos para a invenção do telégrafo elétrico foram atribuidos a
um americano, Samuel Finley Breese Morse, que construiu um equipamento bastante prático e simples,
constituido de apenas um eletroíma, um interruptor e 1 fio (ver fig. 2.2).
Morse era um professor universitário e, embora sua área de ensino não fosse a física ou a
eletricidade (era formado em artes), vinha se interessando, desde 1830, pela possibilidade de transmissão de
textos à distância, por meios elétricos. Em 1835 ele registrou sua primeira patente com a descrição de um
telégrafo, o qual foi aperfeiçoado até que efetivamente se tornou renomado em 1844, com a primeira e
concreta transmissão entre 2 pontos separados por mais de 60 km (distância entre as cidades americanas de
Washington e Baltimore).
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Fig. 2.2 – O telégrafo criado por Samuel Morse
Embora em torno daquela época (décadas de 1830 e 1840) outros pessoas estivessem trabalhando
com a possibilidade do uso da eletricidade para transmissão de dados a longa distância, foi a invenção de
Samuel Morse que teve mais impacto, devido a combinação do dispositivo elétrico para transmissão com a
capacidade auditiva do ser humano (os operadores de telégrafo) para decodificar os sinais e interpretá-los
como elementos (caracteres) de um texto. O aparelho, já mostrado na fig. 2.2, tinha seu funcionamento
baseado no esquema de funcionamento mostrado na fig. 2.3. Nele, observa-se a parte do transmissor (á
esquerda do diagrama) e do receptor (á direita). O sistema permitia recepção sonora (o operador na recepção
ouvia um sinal sempre que o operador na transmissão pressionava a haste do dispositivo para fechar contato
elétrico).
Seus esforços efetivos aconteceram no início da década de 1840, quando Morse se dedicou a
convencer autoridades legislativas dos EUA a financiarem a construção de uma linha de transmissão
telegráfica de longa distância, bem como produziu o material para registrar o equipamento mais completo e
seu código. As figs. 2.4 (a) e (b) mostram extratos do documento que redundaram na sua famosa patente #
1647.
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Fig. 2.3 – Diagrama do telégrafo elétrico de Samuel Morse
Na realidade, como o equipamento de Morse só possuia 1 fio, ele necessitou criar um código
representativo para cada caractere, o qual se baseava em 3 marcas de tempo, as quais ele denominou de:
ponto (quando o operador fechava contato no equipamento, por apenas 1 seg); traço (quando o operador
fechava contato no equipamento, por 3 segs) e espaço (uma pausa maior para separar palavras). A fig. 2.5
apresenta um resumo do código conhecido por código Morse.
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Fig. 2.4 – Extrato (2 partes) da patente 1647 para o telégrafo de Samuel Morse (about.com
inventors)
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Demorou alguns anos até que o Congresso americano se decidisse aprovar fundos para a construção
de uma linha experimental ligando as cidades de Baltimore a Washington, separadas por cerca de 64Km .
Um dos argumentos que convenceram o Congresso foi uma demonstração realizada com o envio da
mensagem indicando a aprovação do candidato republicano Henry Clay, cujo partido estava fazendo sua
convenção em Baltimore. A referida mensagem foi passada de baltimore a um ponto intermediário
(Anapolis) onde se encontrava o sócio de Morse (Alfred Vail), o qual a repassou ao edifício do Congresso
em Washington.
Desta forma, finalmente Morse obteve os recursos financeiros requeridos e a linha de transmissão e
equipamentos foram completados, ligando-se as efetivamente as duas. No dia 24 de maio de 1844 foi
passada a famosa mensagem “ What hath God wrought” pelo transmissor localizado em um gabinete da
Congresso americano em Washington, e recebida com sucesso em Baltimore, onde se encontrava seu sócio
Alfred, o qual respondeu e a experiência foi concluida com sucesso. A mensagem, enviada pelo código
Morse, foi escolhida da Biblia, pela filha de um amigo a quem Morse pediu para dar uma sugestão de texto,
tendo sido gravada em papel, já que o processo inicial não continua som.
Fig. 2.5 – Resumo do Código Morse
O sucesso da realização da transmissão e as possibilidades de suas consequências comerciais
rapidamente acarretaram, para Morse e seus sócios, a possibilidade de obtenção de fundos privados para
construção de novas linhas de transmissão, a primeira consistiu da ligação entre as cidades de Philadelphia e
New York.
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Conforme se pode observar neste breve resumo do surgimento das transmissões elétricas à
distãncia, do telégrafo em particular, vários pesquisadores e inventores produziram equipamentos capazes de
enviar sinais elétricos antes do que foi criado por Samuel Morse. No entanto, o sistema telegráfico
desenvolvido por ele teve uma extraordinária vantagem, menos pelo equipamento em si (que também era
bom por ser simples e barato) mas, principalmente, pelo código criado por Morse, que permitiu, com o som,
que operadores treinados pudessem receber e enviar textos em volume e rapidez. Esta possibilidade se
extendeu, não só para transmissões com fio, como também com o uso, mais tarde, de sistemas radio (sem fio)
e outros meios, como as comunicações entre navios por holofote, sempre usando o código Morse, como
ficou conhecido.
As linhas continuaram a crescer rapidamente em face das vantagens de tempo e aplicações; assim,
em 1851, trens já eram agendados por telégrafo e os serviços de correio por telégrafo cresceram
vertiginosamente. Neste mesmo ano de 1851 foi constituida uma das mais famosas empresas dos EUA, a
Western Union e em 1852 já haviam 64 mil kms de linhas telegráficas no mundo. Em 1862 foi inaugurada a
primeira ligação telegráfica intercontinental por cabo submarino, passado entre os EUA e a Europa.
No decorrer do tempo, o processo de recepção por operadores treinados em ouvir os pontos e traços
foi se aprefeiçoando, primeiro com o emprego de fitas perfuradas com os códigos, em seguida o sistema
passou também a imprimir diretamente o texto, além da inclusão, posterior, de teclado/impressora, o que
incrementou consideravelmente a velocidade do sistema em termos de palavras transmitidas por minuto.
Outros aperfeiçoamentos foram surgindo na telegrafia, inclusive com a doção de sistemas de
transmissão de duas mensagens simultâneas pela mesma linha, em sentidos opostos (sistema duplex) e até
mesmo o telégrafo multiplex (1872), que permitia a transmissão de múltiplas mensagens pela mesma linha e
no mesmo sentido.
Apesar desses avanços, o uso do telégrafo por meio de operadores em tempo real, tendo que se
manter atentos aos sinais sonoros do ponto e traço por várias horas, causava inconvenientes ao serviço, que
crescia continuamente em quantidade de usuários. O fato do código Morse possuir elementos com diferentes
larguras de tempo dificultava bastante a possibilidade de automatizar os procedimentos de transmissão.
A solução para este tipo de problema surgiu em 1874, quando um funcionário do serviço postal
francês, Emile Baudot, desenvolveu um código mais apropriado para o uso no telégrafo, pela sua capacidade
de permitir a codificação e decodificação automática dos caracteres por uma máquina. Este código utilizava
5 bits de igual comprimento no tempo (diferentemente do código Morse, em que cada caractere possui
diferentes durações no tempo, conforme a quantidade de pontos e traços usado e isso torna sua codificação
automática difícil) para cada caractere a ser codificado. No ano seguinte, Baudot conseguiu desenvolver um
equipamento capaz de transmitir 6 canais telegráficos em um único cabo, iniciando assim o emprego da
técnica de multiplexação, largamente empregada nos tempos atuais.
Até cerca de 1877, todas as comunicações de longa distância eram realizadas pelos sistemas
telegráficos instalados em uma grande quantidade de paises no mundo inteiro. Nessa ocasião, o surgimento
de uma nova invenção, o telefone, acarretou um enorme impacto nas comunicações, que não pararam de se
desenvolver desde então.
O telégrafo, e seu código Morse correlato, tiveram sempre muita utilidade em comunicações tanto
terrestres quanto marítimas e aeronáuticas. Uma das mensagens mais famosas e utilizadas com ele é a de
emergência, o célebre SOS, constituido de 3 pontos (caractere S), 3 traços (caractere O) e novamente 3
pontos (. . . - - - . . .), transmitido por navios e aeroanaves solicitando socorro.
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O uso oficial do código Morse, principalmente em comunicações marítimas internacionais, se
extendeu até o final da década de 1990, quando foi oficialmente substituido por sistema de comunicações por
satélite. Mais precisamente, em 1999, entrou em funcionamento o GMDSS – Global Maritime Distress and
Safety System ou Sistema de Perigo e Segurança Marítima Global. Ele permitia transmitir automaticamente
a localização do navio juntamente com sinal de alerta, integrando comunicações terrestres com o sinal de
satélite.
2.3 – A EVOLUÇÃO PÓS-TELÉGRAFO
Cerca de 32 anos após a primeira transmissão telegráfica, surgiu uma nova invenção na área de
tecomunicações, que, talvez, possa ter acarretado um impacto ainda maior para o avanço tecnológico da área.
Ela influiu consideravelmente para o desenvolvimento, não só no processo de comunicação entre as pessoas
mas também nos negócios, na atuação dos governos, na educação e demais aspectos relativos às interações
entre as sociedades e estados. Esta invenção foi o telefone.
Embora tenham ocorrido algumas experiências e tentativas, desde o início da década de 1870, de
contruir um equipamento capaz de transmitir voz à distãncia, somente em 1876, é que efetivamente esta
tecnologia se tornou realidade, com o invento creditado a Alexander Graham Bell.
Na realidade, o telefone foi projetado quase que simultaneamente por duas pessoas, Graham Bell e
Elisha Gray, que solicitaram a patente da invenção no mesmo dia, 14 de fevereiro de 1876, na mesma cidade
de New York, porém sendo a entrada do pedido de Bell efetuada duas horas antes, o que lhe garantiu o
deferimento da patente, após decisão judicial. A fig. 2.6 mostra o modelo patenteado por Bell, o qual se
tornou rapidamente uma celebridade.
Fig. 2.6 – O modelo original de telefone patenteado por Graham Bell
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Sucessivos melhoramentos no dispositivo e no processo de transmissão, tornaram logo a invenção
um extraordinário sucesso, tanto do ponto de vista de seu uso, para simples conversas entre pessoas, quanto
suas vantagens para o mundo dos negócios.
Com o invento, logo em seguida, de um dispositivo capaz de efetuar a conexão entre chamadas
(processo conhecido como comutação, descrito no cap. 14), o telefone permitiu que várias pessoas pudessem
se comunicar por voz e não apenas realizar ligações ponto a ponto entre 2 aparelhos, como inicialmente.
Desse modo logo surgiram as mesas telefônicas, a primeira das quais foi instalada em 1877, na cidade de
Hartford, Connecticut, EUA. Logo em seguida, equipamento semelhante foi instalado para permitir conexões
também entre cidades e, em 1879, foi instalado um equipamento semelhante em Londres, Inglaterra.
A fig. 2.7 mostra alguns exemplos de equipamentos telefônicos antigos, como um modelo de parede
(fig. 2.7 a); mostra também um exemplo de telefone com disco numérico, na fig. 2.7 b) e dois outros
modelos, na fig. 2.7 c).
Na fig. 2.8 são mostradas centrais telefônicas antigas, ainda usando processo de comutação manual.
Equipamentos deste tipo foram posteriormente substituidos por centrais automáticas em alguns locais, porém
permaneceram em uso em outras localidades ainda por bastante tempo, principalmente em áreas rurais..
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Fig. 2.7 (a) – Exemplo de uma aparelho telefônico antigo de parede
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A expansão das redes telefônicas interligando cidades, paises e continentes, permitindo uma rápida
comunicação entre pessoas, seja para comunicações pessoais importantes, seja para concretização de
negócios, acarretou novos aperfeiçoamentos nas telecomunicações e em tecnologias afins. O surgimento dos
computadores na década de 1950 e a possibilidade de interligá-los, acelerou o aparecimento de novas
tecnologias de comunicação, principalmente de dados entre os computadores, que podiam agora transmitir
não só textos, mas também sons e imagens sob a forma de dígitos binários (bits).
Fig. 2.7 (b) – Exemplo de um dos primeiros aparelhos telefônicos que usavam disco de algarismos.
Não é propósito deste capítulo relacionar todas as descobertas e inovações tecnológicas surgidas na
área de computação e telecomunicações, mas pode-se mencionar algumas invenções marcantes para a
evolução da sociedade em termos de comunicações, entre as quais, logo no início do século XX, a invenção
do teletipo tornou ainda mais versátil o uso das telecomunicações e a comunicação de dados. Este aparelho
foi o precursor do sistema telex, amplamente usado, inclusive após o surgimento dos primeiros computadores
na década de 1940.
Muitas invenções ou inovações tecnológicas, decorrentes de pesquisas na área de comunicações
foram marcantes para o desenvolvimento daquela área, ocorrendo notadamente nas primeiras décadas do
século XX, entre as quais pode-se mencionar:
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Fig. 2.7 (c) – Exemplo de telefone ainda do século XIX.
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a) O surgimento do sistema de radiodifusão
No início do século XX, o emprego de transmissões telegráficas crescia vertiginosamente, com a
instalação de cabos de transmissão em muitos países, de todos os continentes. Muitos cientistas se
interessavam pelo desenvolvimento de novos métodos de transmissão de sinais elétricos e foi assim que
surgiu, na década de 1910, uma outra tecnologia na área de telecomunicações, de notável alcance e
importância para toda a sociedade e que, juntamente com o telefone e mais tarde os computadores, podem
ser considerados como os três pilares do desenvolvimento da tecnologia da informação. Referimo-nos ao
surgimento da radiotransmissão, a tecnologia que permite a transmissão de informações a múltiplos
usuários, por meio de ondas eletromagnéticas usando o ar como meio.
Embora atualmente o mundo disponha de diversos tipos populares de serviços de comunicações
como a televisão, o telefone celular e os computadores, o radio ainda é um meio bastante popular,
principalmente no interior dos paises e em veiculos de transporte individual como os carros. Ele é
interessante por ser de natureza pública (as mensagens veiculadas normalmente são dirigidas a qualquer um
que tenha um receptor e não especificamente a uma pessoa) e pela sua capacidade de atingir as pessoas sem
que estas precisem interromper o que estão fazendo para prestar atenção e ver, bastando apenas usar os
ouvidos.
Conquanto seja comum que a invenção do radio seja creditada ao cientista italiano Guglielmo
Marconi, ele foi produto e consequência de estudos realizados por diversos outros cientistas famosos, o
primeiro dos quais, talvez tenha sido o cientista inglês Michael Faraday, descobridor, por volta de 1831, da
indução magnética.
Fig. 2.8 – Figura apresentando uma antiga central telefônica operada manualmente.
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Outros dois grande cientistas, que contribuiram para o trabalho de Marconi, por meio da descoberta
das ondas eletromagnéticas e sua propagação com a velocidade da luz foram foi o matemático inglês James
C. Maxell e o professor alemão Henrich Rudolf Hertz. O primeiro, comprovou matematicamente a existência
das referidas oscilações e Hertz se encarregou de provar na prática (cerca de 1890) sua existência. Seguindo
a tradição de usar nomes de cientistas famosos para unidades de medidas físicas ou elétricas, usa-se o Hertz
para indicar quantidade de ciclos de uma onda eletromagnética, conhecida como sua freqência (ver cap.4).
Utilizando-se dos conhecimentos desenvolvidos por Faraday, Maxwell e Hertz, entre outros,
Marconi começou a realizar diversos testes de transmissão. Em 1895 conseguiu efetuar transmissão sem fio a
cerca de 400 mts, chegando logo depois a transmitir acerca de 2 kms. Pouco depois, ele descobriu o
princípio de funcionamento de uma antena e no ano seguinte (1896) obteve a patente para o radio, na
Inglaterra. Dai para a frente, Marconi se projetou com a instalação de diversos sistemas de transmissão sem
fio, inclusive de terra para navios de guerra italianos. Em 1920, ele consegue realizar a primeira transmissão
de radio com música, consolidando definitivamente o sistema.
Uma curiosidade sobre o assunto, parece ser uma história semelhante (embora bem menos
conhecida) à polêmica da invenção do avião (entre Santos Dumont e os irmãos Wright), pois o padre e
cientista Roberto Landell de Moura realizou diversos testes de transmissão sem fio por volta de 1893. Por
meio dele, a marinha brasileira instalou equipamentos de transmissão no encouraçado Aquidabã e, em 1905,
foram realizadas várias transmissões com sucesso. No entanto, ele só conseguiu patentear sua descoberta
mais tarde, em 1900. Talvez por causa dessa diferença de datas ou por nacionalismo europeu, o mundo
reconhece Marconi como o “ pai” do radio e não Landell.
No Brasil, o radio se instalou em 1922 e em 1923 foi fundada a primeira emissora de radio, a Radio
Sociedade do Rio de Janeiro, sendo, mais tarde, conhecida como radio MEC.
b) O surgimento da televisão
O surgimento efetivo do processo de transmissão de imagens á distância, por difusão, ou seja, a
televisão, não tem uma data específica, como aconteceu com o telégrafo e o telefone. Na realidade, a
televisão, ou simplesmente TV, teve um longo período de desenvolvimentos parciais, compreendido entre
1817 até a década de 1920, com a criação das primeiras estações transmissoras. De fato, as estações de TV
surgiram ao longo das décadas de 1920 e 30, em vários países, como a Alemanha, França, Inglaterra, Russia
e EUA.
O primeiro passo foi dado por volta de 1817, quando o químico e professor sueco John J. Berzelius,
realizando algumas experiências descobriu uma substância, a qual denominou Selenio e cuja principal
propriedade é converter a luz diretamente em eletricidade. A consequência disso (embora só fosse
aproveitada muitos anos depois) é se pode, então, transmitir imagens eletricamente, pois a luz é a bse para
uso de imagens e a eletricidade para transmissão. No entanto, somente em 1873, o inglês Willoughby Smith
provou em laboratório aquela propriedade do selênio.
O tempo decorre, então, em meio a diversas descobertas relacionadas, como a criação do sistema de
varredura, a primeira televisão eletromecânica, a descoberta da célula fotoelétrica e, finalmente, a invenção
do tubo de raios catódicos em 1906. Este dispositivo, serviu para que, em 1923, o russo Wladimir Zworykin,
patenteasse sua invenção, o iconoscópio, que pode ser considerada a primeira câmera de televisão eletrônica.
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Somente em 1932 é que surge os primeiros sistemas de televisão exclusivamente eletrônicos,
lançados pela empresa americana RCA (Radio Corporation of America), um dos ícones empresariais
americanos do século XX., utilizando os desenvolvimentos e o próprio Zworykin.
Em 1935 surgem as primeiras emissões comerciais na Alemanha e logo em seguida na França. Em
1936 é criada a mundialmente conhecida estação inglêsa BBC e em 1939 é constituida a primeira estação nos
EUA. No Brasil, a fundação da primeira estação de TV ocorreu em 1950, com a TV Tupi, cujas primeiras
transmissões foram ao ar naquele mesmo ano. A efetiva transmissão de televisão a cores foi realizada nos
EUA em 1954, embora tenham ocorrido experiências em anos anteriores, sem efeitos práticos e comerciais.
c) Os resultados dos estudos de Harry Nyquist e Claude Shannom
Conforme descrito nos tópicos anteriores, muitas descobertas importantes para a evolução das
telecomunicações no mundo ocorreram desde o telégrafo, mas os alicerces teóricos que permitiram o
progresso na área, bem como os elementos usados pelos engenheiros para o projeto e implementação de
comunicações dos mais diversos tipos, tem origem nos estudos e seus resultados, desenvolvidos por dois
renomados cientistas do século passado, Harry Nyquist, na década de 1920 e Claude Shannon na década de
1940.
Nyquist, foi cientista e pesquisador por 37 anos da AT &T, posteriormente denominado Bell
Laboratories, tendo se envolvido em diversas pesquisas na área de comunicações. Mas seu renome é devido
especificamente a seus estudos relativos aos problemas de transmissão telegráfica (era o que se tinha
basicamente na década de 1920), resultando em um desenvolvimento matemático do comportamento das
transmissões elétricas. Em 1924 publicou um artigo notável pelas suas conclusões [NYQUIST24],
complementado por outro, publicado em 1928 [NYQUIST28], cuja consequência final foi a definição do que
se tornou conhecido como o teorema de amostragem (Sampling Theorem), o qual especifica que a taxa de
amostragem deve ser no máximo o dobro da mais alta frequência da amostragem (ver cap. 5, sobre
capacidade e largura de faixa de um canal).
Esta conclusão se mantém presente e é utilizada em todos os projetos de sistemas de comunicação,
bem como serve de base para a definição da taxa de amostras em sistemas que convertem sinais de voz em
sinais digitais, como será mostrado no cap. 5.
Posteriormente, o cientista e pesquisador Claude Shannon, baseou-se nos estudos de Nyquist para
aperfeiçoar as conclusões do teorema de amostragem, ao incluir também o componente ruido, existen nas
tarnsmissões. Na realidade, suas conclusões serviram de base para a fundação da moderna teoria de
informação, que tornou possível todos os avanços tecnológicos em telecomunicações desde então. Tanto em
1948, quando publicou seu célebre artigo “ A Mathematical Theory of Communication” [SHANNON48],
quanto atualmente, seus conceitos permanecem válidos e utilizados em todos os sistemas de
telecomunicações.
O estudo de Shannon definiu o modelo de um sistema de transmissão de informação (modelo de um
sistema de comunicação), item 1.3, bem como as suas características e limitações, por meio de uma análise
matemática exposta no famoso artigo. Por meio das suas conclusões, pode-se projetar mais tarde todo tipo de
sistema de comunicações, bem como definir os parâmetros utilizados para implementar os
codificadores/decodificadores utilizados na digitalização de sinais de voz (ver PCM a seguir e cap 7). Foi
Shannon quem primeiro introduziu o termo “ bit”.
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d) Tecnologia para digitalização de sinais analógicos
Atualmente, a maioria dos sistemas de comunicações emprega transmissão digital (ver cap4), bem
como se utiliza em larga escala um processo de conversão de sinais de som (incluindo música e voz) e
imagem em sinais de computador (digitais), como em CDs e DVDs de música e videos. Telefones celulares
ou conexões em estações comutadores de telefonia fixa também empregam a transmissão digital. Toda esta
tecnologia se baseia, em grande parte, na tecnologia conhecida como PCM – Pulse Code Modulation ou
modulação por codificação de pulsos, primeiramente especificada (e patenteada) em 1937, pelo cientista
inglês Alec Reeves.
A intenção de Reeves, com sua extraordinária idéia, principalmente para a época, era resolver o
problema existente com as transmissões telefônicas usando sinais analógicos (ver cap. 4), os quais eram
impactados em sua eficência pela existência de ruídos, os quais ocupavam parte da disponibilidade do canal
de transmissão em face de suas características semelhantes ás da voz. Sua proposta era substituir o processo
utilizado por um no qual o som seria convertido em bits, decorrentes de amostragens periódicas efetuadas na
origem e novamente convertido para voz no destino.
No entanto, embora sua proposta fosse viável em teoria, não havia, na época, tecnologia conhecida
para implementá-la, o qual só veio a acontecer cerca de 25 mais tarde, com os primeiros sistemas de
transmissão de voz digitais.
Além desses fatos, todos notáveis para o desenvolvimento das telecomunicações e das redes de
comunicação e de computadores, pode-se mencionar outros desenvolvimentos, surgidos no século XX.
Considerando a enorme diferença entre nossa compreensão visual de símbolos de comunicação, tais
como caracteres alfabéticos e de algarismos númericos, e a forma elétrica dos sinais de telégrafo e outros
sistemas semelhantes, uma das principais características dos sistemas de comunicação de dados consiste no
tipo de decodificação utilizada para converter o símbolo usado pelo ser humano para a forma apropriada de
transmissão. Códigos de representação de dados e de transmissão, como o código Baudot, código EBCDIC,
código ASCII e outros, é um dos tópicos desse trabalho, a ser discutido mais adiante.
No início do emprego de computadores para processamento automático de dados, na década de
1950, praticamente nada era realizado utilizando comunicação de dados à distância; os sistemas processavam
em lotes, aperfeiçoando o uso do tempo nas empresas, porém, os funcionários que dependiam de
informações atualizadas em cada momento não eram atendidos por esse tipo de processamento. Exemplos
desse problema, eram os operadores de sistemas de reserva, balconistas de lojas que precisavam sempre
conhecer a quantidade atualizada de itens em estoque, etc.
Além disso, com o sistema de processamento “batch” (em lotes), a produtividade da área de
processamento de dados de uma empresa poderia ser baixa devido a perda de tempo entre a submissão de um
serviço (“job”) e o recebimento da listagem impressa no seu término; além disso, o deslocamento dos
funcionários de suas mesas para o CPD (Centro de Processamento de Dados) ensejava a oportunidade de
mais perda de tempo e falta de controle da produtividade pelos gerentes.
Estes problemas começaram a ser solucionados na década seguinte (1960) com o surgimento do
teleprocessamento e dos primeiros sistemas on-line, com a IBM sendo pioneira nessa tecnologia. Para tanto,
foram desenvolvidos diversos elementos, de software (os protocolos) e de hardware (interfaces assíncronos
inicialmente e implementadores das conexões elétricas seriais), quase todos pela IBM. Um dos mais
conhecidos interfaces, o RS-232, estabelecido pela Associação Americana de Padrões, ainda é utilizado,
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tendo servido, inclusive, para conexão entre periféricos e a parte UCP/MP dos computadores (os fabricantes
acharam mais “prático” usar esta interface doq ue desenvolver uma nova, específica). Além disso, a IBM
criou o protocolo de comunicação BSC – Binary Synchronous Communications – empregado largamente
para o estabelecimento de comunicação de dados à distância entre máquinas IBM.
Por volta de 1962 surgiram nos EUA as primeiras linhas telefônicas digitais, onde a voz do usuário
era convertida para sinais binarios de computador e transmitidas por linhas apropriadas, por meio da
tecnologia PCM, já referida anteriormente.
A década de 1960 foi repleta de desenvolvimentos de novas tecnologias, podendo-se mencionar,
entre outras, lançamento do primeiro satélite para comunicações; emprego de terminais de video em
computadores, alterando fundamentalmente o seu emprego, agora em sistemas interativos; o emprego de
acopladores acústicos, favorecendo o crescimento da industria de modems e equipamentos semelhantes.
Os sistemas de teleprocessamento sofreram grande incremento, que se expandiu ainda mais na
década seguinte, com a possibilidade de conexão de pequenos computadores aos conhecidos “main frames”,
de grande porte, facilitando o comércio e a industria, principalmente nas empresas corporativas, com filiais
espalhadas geograficamente.
2.4 – A INTERNET
O lançamento do primeiro satélite em 1957, pela antiga União Soviética, teve um grande impacto
mundial, não só pelo evento em sí, notável e inovador, mas também pela repercussão causada nos EUA,
colocado para trás tecnologicamente, principalmente na época em que ocorreu, da guerra fria entre as duas
superpotências (EUA e URSS).
O célebre discurso do presidente John Kennedy, prometendo a chegada dos americanos à Lua antes
de qualquer outra nação, produziu diversas consequências empreendedoras para atingir aquele objetivo.
Uma delas foi a criação, em 1962, no Departamento de Defesa dos EUA, de um órgão cujo propósito era
financiar pesquisas e desenvolvimentos tecnológicos, não só militares, que colocassem novamente os EUA
no topo da tecnologia. Este órgão recebeu o nome de Advanced Research Projects Agency (agência de
projetos de pesquisas avançadas), sendo conhecido mais por sua sigla, ARPA; mais tarde, acrescentou-se a
palavra defense ao nome do órgão, passando a ser conhecido, como atualmente, pela sigla DARPA.
Entre os inúmeros projetos que receberam recursos e incentivos da Arpa, um deles referia-se a
desenvolver um sistema de comunicação militar mais seguro, uma rede de comunicações que pudesse
continuar funcionando, mesmo que alguns de seus elementos (ou nodos) sofressem avarias decorrentes de
ações inimigas. O projeto, denominado Redes de Computadores para Compartilhamento de Recursos,
envolveu diversos centros de pesquisa para redes e comunicações, entre os quais a UCLA (Universidade da
California campus de Los Angeles), o MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusettz) e a BBN (Bolt
Beranek & Newmann), uma empresa privada especializada em alta tecnologia de computadores.
A motivação era projetar uma rede de comunicações entre computadores com características
diferentes, mas que, mesmo assim, pudessem se comunicar e, com alta confiabilidade e segurança contra
falhas em um ou mais de seus nodos. Utilizando-se do conhecimento recente sobre tecnologia de pacotes de
dados para emprego em redes de comunicação e considerando a motivação militar, especificamente no que
se refere ao aumento da confiabilidade das transmissões, o projeto começou a ser efetivamente desenvolvido
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a partir de 1966, culminando com a primeira conexão efetivamente se realizando em 29 de outubro de 1969,
com a transmissão de dados entre a UCLA e o SRI (órgão da Universidade de Stanford).
Durante o processo de estudos e pesquisas para estabelecer os requisitos da rede a ser
implementada, diversos cientistas e pesquisadores, em várias universidades e centros tecnológicos nos EUA,
coordenados por pessoal da Arpa, contribuiram decisivamente para que sua operação inicial e subsequente se
tornassem realidade. Durante o período de desenvolvimento inicial da rede, algumas escolhas feitas pelo
grupo de estudos podem ser consideradas particularmente importantes, tais como:
•
o sistema de comunicações entre os computadores que participariam da rede como nodos terminais
(denominados Hosts) seria constituido basicamente de 2 partes:
- dos Hosts propriamente ditos, que formariam a rede de computadores, e cujos usuários
poderiam transmitir informações a qualquer um dos nodos interligados; e
- de uma subrede de comunicações, constituida de pequenos computadores especialmente
projetados para se conectar a um determinado Host e ao restante da subrede por linhas
telefônicas e elementos de comutação. Estes computadores foram denominados IMPInterface Message Processor e serviriam, então, para efetuar o interface dos Hosts com a
subrede e transmitir, de modo padronizado, as mensagens pela subrede até o Host de
destino de uma comunicação.
•
cada Host deveria sofrer alterações em seu sistema operacional para poder se conectar ao seu IMP,
o que permitiria, desse modo, a conexão entre Hosts de diferentes fabricantes e com diferentes
características poderem se comunicar sem problema, por meio do elemento comum, os IMP.
•
os nodos iniciais a serem conectados (Hosts) deveriam ter capacidade tecnológica para servir de
centro de Informações, centro de manutenção e registro de problemas, bem como para desenvolver
as necessárias alterações em seus sistemas (protocolos) para permitir as transmissões desejadas. Os
nodos escolhidos por atenderem estes requisitos foram: a UCLA (Univ. da California campus de
Los Angeles), sendo o centro de registro e manutenção da rede, o SRI (Stanford Research Institute,
na Univ. de Stanford), sendo o centro de informações da rede, a UCSB (Univ. da California,
campus de S. Barbara), pelo potencial matemático existente e a Univ. de Utah (capacidade gráfica).
A Arpanet, nome atribuido a rede por ter sido financiada e promovida pela agência do Pentagono
(Arpa), foi a precursora da Internet. A substituição do nome Arpanet por Internet ocorreu por volta de 1990,
quando a Arpa se retirou de seu controle e financiamento. A decisão foi tomada em face da inclusão entre
seus nodos de empresas comerciais e outros elementos, deixando de ter apenas o carater de pesquisa e e troca
de informações entre centros de ensino e organizações de pesquisa.
A história da Arpanet é importante devido aos incontáveis novos desenvolvimentos de tecnologias
na área de redes de computadores bem como no surgimento de empresas ligadas a esses desenvolvimentos,
seja na área de serviços ou na industria de hardware e software para comunicações e redes.
Sua evolução foi constante e vertiginosa, produzindo novos avanços tecnológicos na área de
telecomunicações e redes, mas também acarretou consideráveis mudanças nos processos de comunicação
entre as pessoas e nos negócios, reduzindo as distâncias por meio da comunicação eletrônica, e cunhando a
expressão hoje corriqueira de “ mundo globalizado” .
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Fig. 2.9 – Mapa da Internet em 1969 – Instalação inicial
Alguns eventos podem ser citados durante a evolução da Arpanet/Internet, os quais, de algum modo
se tornaram marcantes de um modo geral:
- A fig. 2.9 mostra a configuração inical da Arpanet com apenas 4 nodos e que, entraram
oficialmente em operação (todos os quatro) em 5 de dezembro de 1969 ;
- Em 1971 foi realizada a primeira transmissão de correio eletrônico (e-mail), o qual se tornou, com
o passar do tempo, um elemento crucial de comunicação, em qualquer ramo de atividade humana;
- Em 1973 a Arpanet era constituida por mais de 40 computadores Hosts conectados (ver fig. 2.10),
os quais se tornaram mais de 100 em 1977 (ver fig. 2.11) e mais de 1000 em 1984. Depois disso, não foi
mais possível continuar mapeando os nodos e suas interligações devido a enorme quantidade deles, como
acontece atualmente.
- Por volta de 1970 foi implementado um protocolo de controle das comunicações na rede,
denominado Network Control Protocol –NCP. Nessa ocasião, os IMPs começaram a ser desativados nos
Hosts. Posteriormente, o NCP substituido pelo conjunto de protocolos TCP/IP, em 1982. Estes últimos
obtiveram enorme sucesso de implementação e utilização, confiabilidade e eficiência, sendo o padrão ainda
hoje para a Internet, principalmente pela facilidade, que proprcionaram, de interligação de redes e/ou
computadores isolados, efetivando o princípio da universalidade da Internet, uma rede de redes.
- Em 1984 foi instituido o uso do DNS (Domain Name Server), que permitiu aos usuários usarem
nomes significativos, como www.CM2V.com.br em vez de endereços numéricos, como: 255.125.10.200.
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- A evolução da Internet continuou acelerada, não só em termos de novos usuários se conectando,
mas também em aplicativos adicionais para facilitar o acesso de diferentes sistemas aplicativos.
- Em 1990, conforme já mencionado, a Arpanet deixa de existir e a rede, nesta ocasião com mais de
300.000 hosts, passa a ser denominada Internet e, em 1991, surge a WWW – World Wide Web. O conceito e
implementação da WWW acarreta um extraordinário incremento na quantidade de usuários da Internet, pelas
possibilidades de obtenção de informações e realização de negócios de forma rápida e flexível.
- Em 1992 a Internet alcança mais de 1 milhão de hosts interligados e cerca de 600 sítios (sites)
WWW; surge um programa que facilita o acesso a sítios WWW, denominado genericamente navegador. Este
programa, chamado pelos criadores de Mosaic foi o precursor do Netscape e MS Explorer, tendo sido
desenvolvido como interface gráfica para os usuários acessarem os sítios WWW.
Em 1997, a rede já possuia mais de 20 milhões de hosts conectados e cerca de 1 milhão de sítios
WWW, continuando a crescer. Face a liberdade de conexão e dispersão mundial, fica quase impossível a
contagem efetiva e real da quantidade de Hosts e sítios conectados na rede, mas estima-se que, 2001
houvesse cerca de 275 milhões de hosts conectados e em 2007 aproximadamente 1,5 bilhão.
A Internet é um dos principais elementos responsáveis pelo notável desenvolvimento da tecnologia
de informação, permitindo a rápida disseminação e utilização das informações que vão sendo diariamente
geradas pelos negócios, centros de pesquisa e mesmo pessoas individualmente produtoras e usuárias de
informações.
Fig. 2.10 – Mapa da Internet em 1973
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Fig. 2.11 – Diagrama lógico da Internet em 1977
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