meios de transmissão
Autor: Rodrigues dos Santos | Publicado: 2012-03-25T09:42:00-07:00









A rede de transmissão&nbsp;
ou rede de transporte de informações (voz, dados e sinais) é composta
dos sistemas de transmissão através dos quais são realizadas as interconexões
entre as centrais de comutação (veja central telefônica) ou entre redes de
computadores.


Os sistemas de transmissão utilizam meios para o envio das
informações, estes meios podem ser de dois tipos: meios físicos, por exemplo,
cabo coaxial e fibra óptica, e meios não-físicos, o espaço livre. Pode-se
conceituar meio de transmissão como todo suporte que transporta as informações
entre os terminais telefônicos, desde a origem (central telefônica na origem da
chamada) até o destino (central telefônica no destino da chamada) e vice-versa.
Como suporte à transmissão temo: telefone, linha de assinante, percurso interno
nas centrais telefônicas, linhas físicas, multiplex, rádio, atmosfera e vácuo.



Comunicação






O conceito de comunicação, em telecomunicações, pode ser
entendido como o transporte da informação de um lugar para outro, da origem ao
destino. Para que se possa realizar uma comunicação, é necessário a utilização
de sinais. O sinal é um fenômeno físico ao qual se associa a informação. Por
exemplo, no caso da telefonia, a fala humana transformada em corrente elétrica
que transporta a voz pelo telefone são sinais. Atualmente, os sinais mais
comuns são os sinais elétricos e luminosos.


Os sinais elétricos tipicamente usam como meios de
transmissão os cabos metálicos tradicionais, condutores de corrente elétrica.
Os sinais luminosos usam como meios de transmissão os cabos ópticos (fibras
ópticas monomodo e multimodo).


Os
sistemas de telecomunicações podem ser divididos em:

Sistemas analógicos: são aqueles que conservam
     a forma dos sinais desde a fonte ao destino.
Sistemas digitais: são aqueles em que a forma
     do sinal transmitido é diferente do sinal original. Neste sistema, as
     formas dos sinais são convertidos para um sistema binário antes de serem
     transmitidos.



Uma
simplificação de um sistema de telecomunicações é:

FONTE &gt;&gt; TRANSMISSOR
     &gt;&gt; MEIO + RUÍDO &gt;&gt; RECEPTOR &gt;&gt; DESTINO



A atenuação é o enfraquecimento do sinal durante a
propagação. Para transmitir sinais à distância, vencendo a atenuação e o ruído,
usam-se dois processos básicos: modulação e amplificação.

Modulação: é o processo de inserção de informação
     numa onda de frequência maior, denominada portadora. Na modulação, o sinal
     de informação é utilizado para variar uma das características da
     portadora: a amplitude, a freqüência ou fase. AM ou Amplitude Modulada. FM
     ou Freqüência Modulada.
Amplificação: é o aumento da amplitude
     do sinal. Tem como funções amplificar um sinal a ser transmitido, para que
     ele possa se propagar no espaço, e amplificar o sinal recebido.



&nbsp;Multiplexação



Multiplexação é a otimização do meio de transmissão para
permitir várias comunicações simultâneas, na mesma direção. Os equipamentos que
executam essa função são chamados de multiplex ou mux. No mux telefônico, o
canal empregado chama-se de canal de voz, de 4khz de largura, sendo a faixa de
0,3 a 3,4khz de largura usada para voz. O mux agrupa vários canais de voz na
origem, mantendo a separação que evita a interferência entre eles e os envia
pelo meio de transmissão. No destino, o demux separa os canais recebidos.


A separação dos canais de voz por frequência é usada no FDM
(Frequency Division Multiplex) ou, em português, multiplexação por divisão de
freqüência. Nesse método, cada sinal de voz modula uma portadora, separada da
outra por 4khz. O resultado é a translação das freqüências de voz para um sinal
complexo, a banda base, que contém a informação de todos os canais.


A separação dos canais de voz também pode ser feita em
relação ao tempo, chamada de TDM (Time Division Multiplex) ou multiplexação por
divisão de tempo. Nesse método, várias amostras de sinais do canal são
coletadas em intervalos de tempo bem pequenos, estas amostras serão
transmitidas agrupadas pelo meio de transmissão. No destino, outro mux TDM
recupera e separa os sinais de voz.


No FDM os sinais são sempre mantidos na forma original
(somente alteram-se as freqüências), portanto é um sistema analógico. Por outro
lado, no TDM, os sinais de voz são convertidos em código binário,
caracterizando-o como um sistema digital.


Atualmente já existe tecnologia que permite a multiplexação
por divisão de comprimento de onda (WDM), considerando como meios de transmissão cabos ópticos.



Linhas
físicas






As linhas
físicas são caracterizadas por condutores elétricos metálicos geralmente
utilizado o (cobre), que interligam duas centrais telefônicas quaisquer. As
mais utilizadas são as de pares de condutores elétricos, cabos coaxiais e fios.

Pares de Condutores
     Elétricos:
     atualmente são agrupados para formar cabos de alta capacidade, conhecidos
     como cabos multipares. Onde em um cabo possuem diversos pares,(50 x 1)
     isso é: em apenas 01 cabo possuem 50 pares.
Fios: raramente usados hoje em
     dia, normalmente entre postes para interligar centrais de comutação IU
     (interurbana).
Cabos Coaxiais: são compostos por um
     conjunto de condutores cilíndricos, um maciço e outro oco, sendo que o
     primeiro é acomodado no interior do segundo isolado eletricamente. O cabo coaxial é formado por um conjunto
     de tubos, isolados elétrica e magneticamente, agrupados numa estrutura
     protetora comum.



Quando se
interconectam centrais telefônicas através de cabos coaxiais, a técnica
utilizada é chamada de multiplexação. A multiplexação é realizada através da
divisão de freqüência ou divisão do tempo. Os equipamentos utilizados são
também os multiplex, que necessitam de dois cabos coaxiais, um para transmissão
e outro para a recepção, que trabalham indistintamente, enquanto um transmite o
outro pode receber.





Transmissão via rádio








Existem casos em que a distância entre as centrais de
comutação é maior e torna-se inviável a ligação via cabos. Nessas situações o
meio de transmissão é o espaço livre (atmosfera ou vácuo). A interligação entre
as centrais pode ser feita através de um equipamento de transmissão denominado
rádio.


Um rádio é um conjunto composto de transmissor, antena
transmissora, antena receptora e receptor. Por sua estrutura o rádio exige o
uso associado de um multiplexador (mux). Dessa forma, o rádio tem por
finalidade a transmissão de informações já preparadas pelo mux e recebimento de
informações emitidas por outro sistema rádio, entregando a informação ao mux
associado. Geralmente a quantidade de canais para recepção e transmissão é a
mesma no rádio e no mux associado. Os tipos de transmissão via rádio são
listados a seguir, sendo que para cada caso são usados antenas e rádios específicos:

Visada direta
Tropo difusão
Refração



Por causa do fato
dos sinais de rádio estarem sujeitos a atenuação de uma central para outra,
algumas vezes é necessário a instalação de estações de rádio repetidoras. Por
exemplo, os satélites colocados em órbita terrestre, são nada mais do que
sofisticadas estações de rádio repetidoras, que utilizam o vácuo para
propagação dos sinais.




Meios não guiados




Formas de transmissão
por meios não guiados – São
as transmissões sem fio (wireless). Baseiam-se nas ondas eletromagnéticas que
foram previstas pelo físico inglês Maxwell e comprovadas pelo físico alemão
Hertz. Geralmente estão sujeitas a uma série de interferências do ambiente,
como interferências elétricas, magnéticas, do clima e até mesmo de obstáculos
no meio do caminho. A rede sem fio é uma alternativa viável onde é difícil ou
mesmo impossível implantar uma rede física. É imprescindível para comunicação
entre computadores portáteis em ambiente de rede móvel. É uma solução em
aplicações militares onde um problema com cabos pode paralisar toda a
comunicação. É um complemento para as redes convencionais: um computador sem
fio pode se comunicar, através de antenas, com um nó da rede e daí a informação
pode seguir por fios e cabos até o destino. 





·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
Transmissão por Radiodifusão – as ondas de rádio
são fáceis de gerar, podem percorrer longas distâncias, atravessar prédios e
viajam em todas as direções sem necessidade de alinhamento rigoroso entre
emissor e receptor. Estão sujeitas a uma série de interferências e podem também
interferir em outras transmissões. Por isto, são rigorosamente controladas
pelos governos. 





·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
Transmissão por micro-ondas – Acima de 100 MHz
as ondas de radiofrequência praticamente caminham em linha reta e podem ser
concentradas em um feixe estreito.&nbsp;
Exigem alinhamento perfeito entre a antena de emissão e a de recepção,
sem obstáculos pelo caminho (visada direta). Todos os sistemas telefônicos de
longa distância e o sistema de distribuição de sinais de TV brasileiros eram
por micro-ondas, até o surgimento das fibras ópticas. 





·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
Transmissão por ondas de infravermelho – são
ondas milimétricas muito utilizadas na comunicação de curto alcance. São bem
direcionais, baratas e fáceis de montar mas não atravessam objetos sólidos. Seu
uso atualmente está restrito a aparelhos domésticos que fiquem dentro de um
mesmo espaço físico, como ligar TVs, vídeos, ou 


·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
Transmissão Via satélite – satélites
amplificadores e repetidores de comunicações colocados em órbita ao redor da
Terra tem um importante papel nas transmissões sem fio. 


Existem atualmente três grandes tipos de satélites de
comunicação. Os que ficam em órbitas geoestacionárias na altitude de 35.800 km
e que para alguém da Terra parecem fixos no espaço. Os dados que chegam ao
satélite são retransmitidos de volta para grandes antenas na Terra que se
encarregam da distribuição para suas redes. Não há controle de privacidade e
segurança das mensagens transmitidas.


Os satélites de órbita média que ficam a mais ou menos 15.000
km de altitude. Precisam ser acompanhados em suas órbitas. Os satélites GPS
(Global Positioning System) estão neste caso.


Satélites de órbita baixa – Girando a aproximadamente 1.000
km de altitude, com movimento muito rápido, há necessidade de uma quantidade
grande de satélites para se ter um sistema de comunicação completo. Atualmente
existem 2 sistemas para comunicação de voz e um para a Internet em
utilização/projeto. 


O Projeto Irídio previa 77 satélites depois alterados para
66, que permitiriam a qualquer usuário de seus telefones estarem sempre
enxergando um deles. O objetivo é permitir transmissão de dados de qualquer
lugar para qualquer lugar do planeta, via satélites. 


O Projeto Global star&nbsp;
é uma alternativa ao Irídio. 48 satélites mais um sistema de antenas na
Terra permitiriam que uma chamada refletida no satélite seguisse por uma rede
terrestre até chegar ao destino, transferindo a complexidade do sistema para o
solo, onde a administração é mais fácil. 





O projeto Teledesic prevê a utilização da Internet sem
depender dos sistemas telefônicos e com alta largura de banda, utilizando 30
satélites em órbita baixa. Cada satélite tem capacidade de rotear os pacotes
para seus satélites vizinhos.




Interface






Um ponto importante no sucesso de redes em geral é o uso de
interfaces


padronizadas, que em muito facilitam os fabricantes no
desenvolvimento de


equipamentos. Mas nem sempre isto foi uma realidade, e
muitos padrões


não apareceram após consenso de fabricantes. Na verdade vários
sistemas


proprietários foram criados e muitas dificuldades existiram
no sentido de


padronização. Com isto alguns padrões de interfaces hoje são
os mais


utilizados e em cima destes, os protocólos de enlace são
colocados.


Veremos isto com mais detalhes a seguir.


Interface RS-232


Criado pela Bell nos anos 60, foi desenvolvido para ser um
padrão de


interface para conexão entre equipamentos terminais de dados
(DTE) e


equipamentos de comunicação (DCE). Exemplo são o computador
e o


modem que podem se conectar via RS-232 a distância máxima de
15


metros. Necessitam de um sinal de referência (Terra).
Possuem dois


padrões de conexão que são o DB-9 e DB-25.











&nbsp;Interface RS-422




Utiliza 2 fios para cada sinal (TX e RX). Não utiliza do
terra como referência


já que o sinal é transmitido de modo diferencial. Pode
atingir até 2 Mbps até


60 metros, mas tipicamente é utilizado 100 Kbps podendo
atingir até 1


quilômetro. A transmissão pode ser full duplex.


Interface
RS-485




Utiliza 2 fios apenas para os dois sinais (TX e RX). Se
comporta conforme o


RS-422 mas a transmissão deve ser half duplex. Muito
utilizado na indústria


devido a economia com a cablagem.


Interface
USB e FireWire




Interfaces de alta velocidade, plug-and-play, e permitem
expansão de


periféricos através de uma conexão daisy-chain.


USB pode conectar 127 dispositivos até 12 Mbps e Firewire
conecta 63


dispositivos até 1 Gbps.



Padronização





A popularização das tecnologias de comunicação de dados está
contribuindo para


a disseminação das redes de computadores tanto nos ambientes
residenciais como


corporativos.


Este fato contribui para a quase onipresença de tecnologias
de transmissão de


dados e a utilização cada vez maior de equipamentos de
comunicação. As características


das redes wireless fazem com que esta tecnologia se torne
adequada a este novo paradigma


de comunicação, mas as redes cabeadas, ainda são
pré-requisito quando fatores como altas


taxas de transmissão e segurança da informação são vistos
como prioridade.


Apesar dos avanços da tecnologia, a quantidade de cabos
necessários para a


conexão de computadores, telefones, alarmes e sistemas de TV
continua aumentando. A


diversidade de padrões e meios de transmissão acaba por
disponibilizar uma infinidade de


mídias de comunicação diferentes e neste sentido surge o
conceito de Cabeamento Não estruturado


que é aquele concebido sem um planejamento prévio e o seu
dimensionamento


não considera modificações ou expansões futuras na rede. O
Cabeamento Não-Estruturado,


utiliza mídias proprietárias e dedicadas para tipos
específicos de aplicação, ou seja, um tipo


de cabo para voz, outro para dados, outro para sistemas de
controle, resultando em diversas


topologias, padrões e conexões. Este resultado, além de
dificultar a manutenção e expansão


da rede, faz com que ela se torne mais suscetível a
problemas de conexão, causados por


danos físicos, interferências eletromagnéticas e, dentre
outros motivos, torna-se um fator


limitante para a implantação de novas tecnologias.
Pergunte-se quantas vezes você teve que


fazer uma extensão para atender um ponto de telefonia ou
mesmo de dados.


Para lidar com os problemas de um sistema não-estruturado,
surgiu o Cabeamento


Estruturado. O Cabeamento Estruturado, (Structured Cabling
System – SCS) é um sistema


baseado na padronização dos conectores e meios de
transmissão, de modo a tornar a infraestrutura


de cabos independente do tipo de aplicação e do layout. É
regido por padrões e


normas internacionais, e ao utilizar cabos e conectores
padronizados, permite a conexão de


qualquer equipamento em qualquer ponto da rede. Ou seja, é
um sistema que além da


transmissão de dados, prevê a sua utilização para diversos
fins, tais como: voz, vídeo,


alarmes e sensores em um único tipo de cabo. O SCS utiliza o
conector RJ45 e o cabo UTP


como mídias padrão. Uma analogia ao SCS é a tomada de
energia que permite a


alimentação elétrica de um equipamento independente do tipo
da aplicação (Secador,


Micro-ondas, Geladeira, Televisão, etc.).