Híbridas, Supressores de Eco, Amplificadores, Terminal de Linha, Regeneradores e códigos de Linha

Híbridas, Supressores de Eco, Amplificadores, Terminal de Linha, Regeneradores e...

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índice

Índice de Figuras

  1. Objectivos

    1. Objectivo geral

  • Abordar de forma abrangente o estudo das técnicas de Transmissão.

    1. Objectivos Específicos

  • Conceitualizar as técnicas de transmissão, Híbridas, Supressores de Eco, Amplificadores, Terminal de Linha, códigos de Linha e Regeneradores ;

  • Demonstrar e definir os elementos que compõem um sistema de Transmissão;

  • Descrever seu princípio de Funcionamento de cada elemento;

  • Demonstrar os códigos de linha

  1. Metodologia

Para a elaboração do trabalho foi recolhida informação em diversificadas referências recomendáveis para o estudo de Sistemas Telefónicos cuja mesma se encontra disponível, nas referências bibliográficas que o trabalho dispõe.

As ilustrações dos códigos de linha foram projectadas no Excel e editadas com recurso ao Paint.

  1. Introdução

As ondas electromagnéticas foram previstas por Maxwell e geradas pela primeira vez de modo artificial, em condições de laboratório, em 1887 por Heinrich Hertz e a partir de então por outros pesquisadores como Marconi, Popov na Russia e Landel de Moura no Brasil. As descobertas feitas por estes pesquisadores e outros que os sucederam levaram a tudo que hoje temos em termos de radiocomunicações. O importante para as radiocomunicações é que as ondas produzidas num local podem viajar por longas distâncias e serem captadas em outros locais utilizando um condutor que intercepte estas ondas e ligando-o a um dispositivo que denominamos receptor. Quando uma corrente eléctrica de alta frequência percorre um condutor que denominamos antena, em sua volta são criadas perturbações ou ondas electromagnéticas que viajam pelo espaço a uma velocidade de 300.000 quilómetros por segundo.

  1. Técnicas de transmissão

Em telecomunicações, a transmissão é o processo de envio e propagação de um sinal de informação analógico ou digital através de um meio de transmissão físico ponto a ponto ou ponto a multiponto, seja com fio, fibra óptica ou sem fio. Um exemplo de transmissão é o envio de um sinal com duração limitada, por exemplo, um bloco ou pacote de dados, uma chamada telefónica ou um e-mail. As tecnologias e esquemas de transmissão referem-se tipicamente a obrigações de protocolo de camada física, tais como modulação, desmodulação, codificação de linha, equalização, controlo de erros, sincronização de bits e multiplexação, mas o termo pode também envolver deveres de protocolo de camada superior.

Uma Rede de Transmissão de Dados, também conhecida como Sistema de Comunicação de Dados, é constituído de Hardware, Software (sistema operacional, protocolo e aplicativos) e uma estrutura de comunicação que dá suporte à transmissão. Existem duas formas básicas pelas quais máquinas se comunicam, trocam dados ou transmitem bits: a assíncrona e a síncrona.

    1. Transmissão Serial Assíncrona

O termo assíncrono refere-se à irregularidade dos instantes de ocorrência dos caracteres, ou seja, o tempo decorrido entre dois caracteres (tempo de repouso) pode ser variado pelo equipamento transmissor sem que o equipamento receptor tome conhecimento. O ritmo de transmissão assíncrono (apesar da emissão dos caracteres ser irregular) possui um sincronismo ao nível dos bits que compõem o caractere (obtido pela identificação do START), pois o equipamento receptor deve necessariamente conhecer os instantes que separam os bits dentro do caractere. A transmissão serial assíncrona é normalmente utilizada em transmissões de dados com taxas de transmissão inferiores a 2400bps (devido à possibilidade de ocorrência de erros de sincronismo).

Para cada caractere que é transmitido é utilizado um elemento de sinalização para indicar o início do caractere (START) e um outro para indicar o término do caractere (STOP).

START → corresponde a uma interrupção do sinal na linha. STOP → corresponde à condição de marca ou repouso (ou seja, à existência do sinal na linha (normalmente o STOP corresponde a 1.4 ou 2 vezes a duração do START)).

Figure : Sequência binária em uma transmissao assincrona

      1. Desvantagens

  • Utilização não eficiente do canal, já que os caracteres são transmitidos irregularmente espaçados no tempo;

  • Alto overhead devido à necessidade da adição de bits de controle ao conteúdo de informação, ocasionando uma baixa eficiência na transmissão.

      1. Determinação do overhead

Para o caso de um código de 8 bits, acrescentando-se um bit de START e dois de STOP, teremos um total de 11 bits, ou seja, 27% do total transmitido não é informação útil.

      1. Vantagens

  • Os equipamentos assíncronos têm, normalmente, um custo bem menor do que os equipamentos síncronos, por serem de fabricação mais fácil.

  1. Transmissão síncrona

Um bit de um caractere é enviado imediatamente após o bit anterior, não existindo o START-STOP e o tempo de repouso definidos na transmissão serial assíncrona. A transmissão serial síncrona é estabelecida através do fluxo contínuo dos bits de todo um conjunto de caracteres (bloco). Na transmissão serial síncrona os clocks do transmissor e do receptor precisam estar sincronizados. Uma possibilidade para obter este sincronismo é prover uma linha separada para o clock entre transmissor e Receptor. Um lado (transmissor ou receptor) pulsa a linha regularmente com um pulso curto a cada intervalo de duração de bit e o outro lado usa estes pulsos regulares como um clock, um outro nível de sincronismo é requerido em transmissão serial síncrona para permitir que o receptor determine o início e o fim de um bloco de dados. Cada bloco de dados inicia com um padrão de bits de preâmbulo (cabeçalho) e termina com um padrão de bits de cauda, o conjunto " preâmbulo + dados + cauda + outras informações de controle" constitui um frame. Em geral, a transmissão serial síncrona é empregada em transmissão de dados com velocidades maiores do de 2400bps.

    1. Desvantagens

Os equipamentos síncronos têm custo mais elevado do que os assíncronos, porque precisam contar com buffers para armazenamento dos caracteres (que serão enviados em blocos e não à medida que os bits se tornam disponíveis como na transmissão assíncrona), pois o fluxo de caracteres deve ser transmitido à velocidade constante e, tipicamente, por pulsos de mesma duração.

    1. Vantagens

A transmissão serial síncrona permite a utilização de técnicas mais sofisticadas de detecção de erros. Em contraste com o overhead de 20% (ou mais) requerido pela transmissão serial assíncrona, a transmissão serial síncrona requer um overhead da ordem de 0.5 a 1%.

  1. Bobina Híbrida

É um dispositivo usado em telefonia para realizar a transição entre circuitos à dois fios para circuitos à quatro fios e vice-versa.

Este dispositivo recebe denominações, tais como: “dispositivo HÏbrido”, “terminacao 2/4 fios”, “ tranformador diferencial”, “uniao Híbrida”, Ou simplesmente Híbrida.

Numa linha telefónica de grande comprimento se faz necessário o uso de repetidores, pois o sinal transmitido é fortemente atenuado pela linha. Por outro lado, os repetidores de sinal das linhas teléfonicas são, geralmente, constituídos por amplificadoes unidirecionais (apenas funcionam em um sentido de transmissão) e para serem utilizados em circuítos bifilares necessitam do auxílio das bobinas híbridas, para instalar-se um repetidor em uma linha de dois fios, deve-se empregar uma híbrida em cada lado do ponto de repetição e enserir entre elas uma curta secção de 4 fios, onde serão instalados os amplificadores.

Figure : Diagrama em blocos da Híbrida

Fonte: (Aquilino R. Leal -“Telecomunicações-Conhecendo bobina Híbrida”)

  1. Supressores de eco

    1. Origem do Eco

O eco de falante, que corresponde ao locutor ouvir uma versão atrasada da sua própria voz, enquanto no eco de ouvinte, o ouvinte ouve uma versão atrasada da voz do locutor.

A atenuação do eco do falante (desprezando a atenuação do circuito à dois fios) é dada por:

Enquanto o atraso é dado por:

Onde:

Bs é a atenuação de equilíbrio, que resulta da desadaptação de impedâncias da linha (Z) e do circuito de equilíbrio (Ze). T2 e T4 são, respectivamente, o tempo de propagação no circuito a 2 fios e no circuito a 4 fios. Por sua vez, para o eco do ouvinte tem-se uma atenuação igual a (desprezando de novo a atenuação a 2 fios)

Enquanto que o atraso é dado por:

O efeito subjectivo do eco depende criticamente do seu atraso e atenuação. Para pequenos atrasos, o eco do falante constitui uma perturbação desprezável desde que a atenuação do eco seja razoável (≥ 6 dB), sendo, neste caso, praticamente indistinguível do efeito local do telefone. Para atrasos de 40 ms ou superiores, o eco do falante constitui uma perturbação muito séria, a não ser que seja fortemente atenuado.

    1. Controlo do eco

Uma conclusão que se tira imediatamente das equações 1 e 2 é que os efeitos do eco podem ser reduzidos se se aumentar a atenuação do percurso A2. Como a atenuação do sinal é proporcional a A2, enquanto a do eco é proporcional a 2A2 (note-se que A2 é expresso em dB), tem-se, assim, uma melhoria de relação sinal-eco. Contudo, para circuitos de comprimento elevados (superior a cerca de 3000 km) esta técnica não pode ser usada , porque origina um nível de sinal muito baixo no receptor. Para estes circuitos o controlo dos ecos pode ser feito usando dois dispositivos chamados supressores de eco e canceladores de eco.

Os supressores de eco são circuitos automáticos que efectivamente restringem a bidireccionalidade das comunicações telefónicas para garantirem uma atenuação suficientemente elevada no percurso do eco.

A ideia base consiste em interromper, ou atenuar significativamente um sentido de transmissão, logo que um detector de nível de voz constata a presença de um sinal de voz no outro sentido de transmissão.

A presença do supressor de ecos efectua um regime de transmissão half-duplex, inviabilizando, por conseguinte, uma transmissão full-duplex. Existem duas situações em que a transmissão half-duplex é problemática. Em primeiro lugar, quando os dois interlocutores associados a uma ligação telefónica falam simultaneamente. Neste caso, a presença do supressor de ecos impede, na realidade, a comunicação bidireccional, interrompendo, conforme as circunstâncias, ora um, ora outro dos interlocutores. A segunda situação problemática ocorre na transmissão de dados. Como, geralmente, os sistemas de transmissão de dados requerem um canal de retorno para pedidos de retransmissão em caso de detecção de erros, seria necessário desactivar esses supressores para uma transmissão efectiva. Mesmo em face desses inconvenientes, os supressores de eco foram usados com êxito durante muitas décadas, principalmente nas ligações terrestres em que o tempo de atraso de ida e volta não excede os 100 ms.

Figure : Princípio de funcionamento de um supressor de ecos (D: detector de nível de voz

Fonte: João J.O Pires -“Sistemas de telecomunicações Telecomunicações 1”)

Figure : Tipos de ecos numa rede telefónica. (a) Ligação telefónica simplificada;

Fonte: João J.O Pires -“Sistemas de telecomunicações Telecomunicações 1”)

  1. Sistema de transmissão com repetidores não regenerativos

Considere-se um sistema de transmissão constituído por m troços de cabo, cada um terminado por um amplificador, designado por repetidor não regenerativo

Figure :Sistema de transmissão com repetidores não regenerativos

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