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

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

(Parte 2 de 2)

Admite-se que as impedâncias de entrada e de saída de cada amplificador estão adaptadas ao cabo. Designe-se por gc m, e ga m, , respectivamente, o ganho do cabo do troço m e o ganho do amplificador m. Note-se que gc m, <1. Então o conjunto constituído pelo troço de cabo m e pelo amplificador m apresenta um ganho dado por:

Será útil conhecer também o factor de ruído do conjunto referido. Para isso, deve-se atender que, se o cabo estiver adaptado e em equilíbrio com o meio ambiente, a potência de ruído à saída é igual à potência de ruído à entrada. Então, pode-se demonstrar que o factor de ruído do conjunto (cabo, amplificador) m , apresenta um factor de ruído (linear) dado por:

onde fa é o factor de ruído do amplificador. A partir do conhecimento do ganho e do factor de ruído de cada um dos m conjuntos pode-se caracterizar a cadeia constituída pelos m troços de cabo e pelos m amplificadores. Assim, o ganho da cadeia é dado por:

enquanto o factor de ruído é descrito por:

Dentro da hipótese simplificativa que o ganho e o factor de ruído dos diferentes conjuntos da cadeia, são iguais, respectivamente, ao ganho e ao factor de ruído do conjunto, as expressões anteriores simplificam-se em:

  1. Regeneração

A regeneração consiste em reconstituir tão fielmente quanto possível a informação digital transportada por um sinal, depois deste ter sido atenuado, distorcido e perturbado, em consequência da sua propagação num canal de transmissão real. A informação reconstituída é entregue ao destinatário (regenerador terminal), ou é novamente transmitida pelo canal de transmissão (regenerador intermediário ou repetidor regenerativo).

    1. Funções principais do regenerador

Igualação: compensar a distorção introduzida pelo canal de modo a minimizar a interferência intersimbólica. Amplificação: compensar a atenuação introduzida pelo canal, sendo as variações da atenuação do canal - devidas nomeadamente às variações de temperatura compensadas pelo controlo automático de ganho.Recuperação de relógio: recuperar a frequência de relógio a partir do sinal recebido e gerar uma sequência de pulsos com essa frequência. Se o sinal recebido apresenta componentes espectrais discretas (riscas) à frequência de relógio, pode-se recuperar um sinal sinusoidal com um simples filtro ou PLL e usá-lo para gerar o relógio (sequência de pulsos). Caso contrário, é necessário gerar essas riscas através de um processamento não linear adequado.Amostragem: obter amostras do sinal recebido nos instantes iTs com a frequência de relógio; recorde-se que no caso da transmissão binária Ts = Tb .Decisão e formatação: comparar as amostras com um limiar de decisão (no caso da transmissão binária), decidir qual o símbolo transmitido e, em seguida, dar ao sinal a forma original (quer em amplitude, quer em duração).

Figure : Diagrama de blocos de um Regenerador

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

  1. Equipamento terminal de assinante

O equipamento terminal de assinante analógico inclui, nomeadamente, os telefones residenciais, as cabines públicas, os terminais de telecópia, os PABX analógicos, etc. Os modems usados para a transmissão de dados são também fontes de informação analógica, na medida em que estes dispositivos são usados para adaptar a informação digital às características de transmissão dos canais analógicos usados para a transmissão de voz. O equipamento terminal convencional do assinante é constituído pelo telefone. Cada telefone é alimentado por bateria central (situada na central de comutação local) que fornece uma tensão contínua de -48 V (valor típico). Quando o telefone está no descanso este não é percorrido por nenhuma corrente significativa, pois a impedância do lacete de assinante é muito elevada.

Quando o telefone é levantado estabelece-se um fluxo de corrente no lacete. O valor dessa corrente depende da tensão de alimentação e da resistência do lacete.

Figure : Telefone alimentado com bateria central

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

A resistência do lacete inclui a resistência da linha telefónica e a resistência do próprio telefone, sendo a resistência da linha telefónica dependente do calibre dos pares simétricos e do seu comprimento. Valores típicos para a resistência máxima do lacete variam entre os 1250 e 1800 Ω, enquanto os valores típicos para a corrente de lacete se situam entre os 20 e os 100 mA. No sentido de uniformizar a utilização do telefone será conveniente que as correntes vocais cheguem à central de comutação local sensivelmente com o mesmo nível, qualquer que seja o comprimento do lacete de assinante. Nesse sentido, os telefones actuais incluem um dispositivo regulador (ou compensador), que permite garantir em certa medida, que a corrente que percorre o microfone é independente do comprimento do lacete de assinante. Esses reguladores são, normalmente, varistores (resistências não lineares), cuja resistência decresce à medida que a corrente do lacete aumenta, ou seja, que o seu comprimento diminui. Em síntese, o efeito do varistor é variar a resistência do telefone em torno do seu valor nominal situado entre os 100 e 200 Ω

Figure : Conversão de dois para quatro fios usando um híbrido

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

Como mostra a figura 5 no telefone é necessário fazer uma conversão de quatro fios (auscultador+microfone) em dois fios, pois no lacete de assinante os sinais correspondentes à emissão e recepção viajam no mesmo par de fios. Essa conversão é feita usando um dispositivo denominado híbrido, que se representa de modo simplificado na figura 6. No caso em que há equilíbrio perfeito, ou seja, quando a impedância do circuito de equilíbrio (Ze) é idêntica (em módulo e fase) à impedância apresentada pela linha (Zl), a corrente (vocal) gerada pelo microfone é repartida em duas partes iguais, que fluem pelo circuito primário do híbrido com sinais contrários, fazendo com que a corrente gerada no secundário onde está ligado o auscultador seja nula. Deste modo, este circuito também se costuma designar por circuito anti-efeito local, já que os sinais vocais gerados pelo microfone não afectam o auscultador.

Os telefones modernos usam no circuito de equilíbrio circuitos apropriados para compensar a impedância de linha, para diferentes comprimentos desta e, assim, garantir um equilíbrio perfeito. Contudo, os telefones são, normalmente, projectados com um certo desequilíbrio, de modo a que o utilizador possa ouvir a sua voz e, assim, ter a percepção de que o telefone está activo.

  1. Códigos de linha

A transformação de uma sequência binária na sua representação eléctrica é feita através da codificação de linha, portanto os códigos de linha especificam a forma do sinal eléctrico que será usado para representar os símbolos de informação.

Consoante a aplicação, algumas das seguintes características são desejáveis na codificação de linha:

  • Componente contínua nula - Esta característica é conveniente se houver transformadores no sistema, pois estes bloqueiam a componente contínua dos sinais à entrada;

  • Suficiente informação de temporização para a recuperação de relógio noreceptor;

  • Espectro de frequência com pequena largura de banda situada a baixas frequências - Para minimizar a influência de “crosstalk”, ruído térmico, ruído impulsivo, interferências rádio e atenuação em cabos;

  • Transparência - isto é, adequação para todos os tipos de mensagens;

  • Descodificação unívoca - sem ambiguidades;

  • Elevada imunidade a perturbações aditivas - Esta característica favorece um sinal de linha binário porque combina boa qualidade de detecção no receptor com facilidade de geração no emissor.

  • Capacidade de correcção de erros;

  • Facilidade de igualização das características do canal, se necessário;

  • Relação linear entre os sinais codificados e descodificados, se se usar filtragem transversal adaptativa.

    1. NRZ-L (Non Return to Zero Level)

Figure : impulsos NRZ.(Not Return to Zero Level)

NRZ-I (Non Return to Zero – Inverted)– Mudança de nível representa 1

      1. Vantagens

  • Fácil de implementar

  • Boa eficiência espectral

      1. Desvantagens

  • Não é possível acoplamento ac;

  • Não permite auto-sincronização. A ausência de transições em sequências longas de 0sou 1s pode originar a perda de referência temporal noreceptor

Figure : impulsos NRZ-I.(Non Return to Zero inverted

  1. Manchester

  • Transição no meio de cada bit;

  • 1: transição ascendente;

  • 0: transição descendente

Usado na LAN IEEE 802.3 (Ethernet)

Figure : impulsos da codificação Manchester

Transição no meio de cada bit

  • 0: transição no início do bit

  • 1: ausência de transição no início do bit

Usado na LAN IEEE 802.5 (Token Ring)

    1. Vantagens

  • Fácil de implementar;

  • Propriedade de auto-sincronização;

  • Ausência de componentes espectrais de baixa frequência (imune a dc wander)/

    1. Desvantagens

  • baud rateé duplo do bit rate;

  • Requer maior largura de banda do que o código binário NRZ.

Figure : impulsos da codificação Manchester Diferencial

  1. B8ZS – Bipolar With 8 Zeros Substitution

  • Baseado no bipolar AMI;

  • 0 0 0 + – 0 – + se octeto de zeros e último impulso anterior positivo;

  • 0 0 0 – + 0 + – se octeto de zeros e último impulso anterior negativo;

É ssado no sistema E1 europeu (1ª hierarquia PDH – 2.048 Mbit/s)e evita sequências de quatro ou mais zeros.

Figure : Bipolar With 8 Zeros Substitution

  1. AMI (Alternate Mark invertion)

  • 0 Ausência de sinal;

  • 1 Impulsos positivos e negativos alternados;

    1. Vantagens

  • Imune a inversões de polaridade;

  • Ausência de componentes espectrais de baixa frequência;

  • Boa eficiência espectral;

  • baud rate é igual ao bit rate (se NRZ);

  • Problemas com sequências de 0s são resolvidos com HDB3 ou BZ8S;

  • AMI RZ usado no sistema T1 americano (1.544 Mbit/s)

Figure : Codificação Altenate mark invertion

  1. CMI (Coded Mark Inversion)

O bit “1” é representado exactamente como em AMI: um impulso deduração T segundos de polaridade alternada.

O bit “0” é representado por um impulso representado na figura abaixo:

Figure : Código de linha CMI

  1. HDB3 (High Density Bipolar with 3 “0” maximum)

Na ausência de sequências de mais de três zeros consecutivos este código é idêntico ao código AMI.

Caso surjam quatro ou mais zeros consecutivos introduzem-se impulsos extra – os impulsos V e os impulsos B, (Violação da regra de alternância de AMI e Balanceamento).

Figure : Código de linha HDB3

  1. 2B1Q

Um bloco de dois bits é convertido num único dígito quaternário.

A taxa de transmissão é reduzida para metade do débito binário original.

1º Bit de Polaridade

2º bit de polaridade

Símbolo

Quaternário

Tensão

volts

1

0

+3

2,5

1

1

+1

0,833

0

1

-1

-0,833

Tabela1: da norma ANSI T1.601 a codificação 2B1Q

Figure : Código de linha 2B1Q

  1. Pseudoternário

Figure : impulsos de codificação Pseudoternário

  • Descodificação unívoca (sem ambiguidades)

  • Capacidade de correcção de erros

  • Suficiente informação de temporização para a recuperação de relógio no receptor.

  1. Conclusões

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.

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

O equipamento terminal de assinante analógico inclui, nomeadamente, os telefones residenciais, as cabines públicas, os terminais de telecópia, os PABX analógicos.

A regeneração consiste em reconstituir tão fielmente quanto possível a informação digital transportada por um sinal, depois deste ter sido atenuado, distorcido e perturbado, em consequência da sua propagação num canal de transmissão real. A informação reconstituída é entregue ao destinatário (regenerador terminal), ou é novamente transmitida pelo canal de transmissão (regenerador intermediário ou repetidor regenerativo). Os códigos de linha especificam a forma do sinal eléctrico que será usado para representar os símbolos de informação.

  1. Referências

www.feng.pucrs.br. (s.d.). www.feng.pucrs.br/~decastro/TPI/TPI_Cap3.pdf. Obtido em 06 de Maio de 2017, de www.feng.pucrs.br: http://www.feng.pucrs.br/~decastro/TPI/TPI_Cap3.pdf

www.reocities.com. (s.d.). www.reocities.com/projetoperiferia5/proj7.htm. Obtido em 07 de Maio de 2017, de www.reocities.com: http://www.reocities.com/projetoperiferia5/proj7.htm

EE-881principios de comunicacoes I. (s.d.). DeCom -FEEC- UNICAMP.

Glória Mata Hernández, V. G. (s.d.). Sistemas de Comunicaciones Electronicas. Arizona: DeVry Institute of tecnology Phoenix.

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