Introdução a Sistemas de Telecomunicações - Abordagem Histórica

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Introdução a Sistemas de Telecomunicações – Abordagem Histórica traz todo o arsenal introdutório a teorias, práticas e informações sobre as Telecomunicações e sua evolução histórica até a atualidade. Oferece, ainda, uma clara ideia do “funcionamento” das diversas técnicas à medida que foram surgindo.
Dessa forma, a obra desponta como referência no cotidiano das salas de aula, podendo ser utilizada como livro-texto ou bibliografia complementar na área de Telecomunicações. Além disso, satisfaz a curiosidade do leitor em relação à forma como surgiram e evoluíram as técnicas hoje utilizadas para transmitir informações a distância.
Didático, amplo e completo, Introdução a Sistemas de Telecomunicações – Abordagem Histórica oferece a seus leitores materiais suplementares mediante cadastro no site da LTC Editora – GEN | Grupo Editorial Nacional.

 

10 capítulos

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Introdução

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Introdução

Este livro foi elaborado com a intenção de servir a três propósitos:

•• Introdução ao estudo de Telecomunicações para alunos de curso de graduação ou pós-graduação em Engenharia de Telecomunicações,

Eletrônica ou especialidades afins.

•• Proporcionar noções de Telecomunicações a alunos de outras especialidades de engenharia.

•• Proporcionar informações gerais, porém precisas e abrangentes, sobre Telecomunicações ao leitor curioso sobre tecnologia.

Os diversos tópicos estão organizados por

áreas específicas, seguindo, dentro de cada área, uma sequência histórica. Convém notar que a

ênfase é na compreensão do funcionamento dos sistemas de Telecomunicações e de como evoluiu o conhecimento envolvido na construção e operação desses sistemas, servindo a exposição da evolução não apenas para dar uma ideia histórica, mas, também, como forma de facilitar o entendimento dos próprios processos envolvidos.

Isso é possibilitado pela visualização de como um sistema rudimentar, inicial, leva, gradualmente, a outro mais evoluído. Não é dada ênfase a datas, embora algumas sejam citadas.

 

1 - Histórico das Telecomunicações

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CAPÍTULO

Histórico das

Telecomunicações

1.1 Experiências Iniciais com a

Eletricidade

Vemos hoje maravilhas e nem damos muita atenção: você usa um aparelho (que cabe em seu bolso) e fala com alguma pessoa em qualquer parte do mundo (muitos permitem acessar a Internet); liga a televisão e pode ver cenas as mais variadas, até mesmo uma guerra na hora em que está acontecendo, ou que estavam armazenadas, aguardando a hora de “ir para o ar”; senta-se em frente ao computador e troca mensagens imediatas com uma ou várias pessoas, e isso é feito com a mesma facilidade, quer as pessoas estejam em sua cidade ou em qualquer outro país.

1

1.1 Experiências

Iniciais com a

Eletricidade

1.2 Desenvolvimento da Teoria:

Cargas, Campo

Elétrico, Campo

Magnético e

Interações

1.3 Telégrafo

Elétrico e

Código Morse

Mas como tudo começou? Nem sempre foi assim!

1.4 Telégrafos

Alfabéticos:

 

2 - Redes e Centrais de Telefonia e Telegrafia

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CAPÍTULO

Redes e Centrais de Telefonia e

Telegrafia

2.1 Redes Telefônicas e

Telegráficas Iniciais;

Comutação Manual

As primeiras redes de comunicações foram as telegráficas. Inicialmente, foram instaladas linhas isoladas entre cidades. A primeira delas foi construída em 1843, entre Baltimore e Washington.

Essa primeira linha era experimental e tinha a utilidade de demonstrar não só o funcionamento, como a utilidade do telégrafo para enviar notícias.

Algumas das linhas iniciais foram lançadas ao longo de estradas de ferro, tanto porque essa era uma via aberta entre cidades, com manutenção frequente, como porque, assim, a linha servia para enviar tanto notícias quanto avisos operacionais entre estações de trem. Muitas vezes, o equipamento telegráfico ficava nas próprias estações. Mais tarde, com a maior difusão da utilização do telégrafo entre pessoas que queriam mandar notícias para outras pessoas, novas linhas foram lançadas de modo a atender a equipamentos telegráficos instalados em postos dos correios. Os correios passaram a se intitular correios e telégrafos.

 

3 - Fundamentos e Evolução do Rádio

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CAPÍTULO

Fundamentos e

Evolução do Rádio

3.1 Campos Eletromagnéticos e

Propagação de Ondas

Procure entender o que é explicado nesta seção.

Não se preocupe em decorar as equações. Se você não se sentir confortável com derivadas e integrais, olhe o Apêndice, ao final desta seção.

Ampère, Faraday e outros estudaram a interação entre campos elétricos e magnéticos; mais tarde, Maxwell expressou esses resultados por meio de quatro simples equações, conhecidas como equações de Maxwell. Mais adiante,

Hertz verificou experimentalmente a transmissão e recepção de ondas eletromagnéticas.

Campo elétrico é a forma de se representar o efeito de uma carga à distância; uma carga faz efeito a distância sobre outra carga. Aliás, a ideia de carga (nesse sentido) só existe em função desse efeito.

Um dos fatos mais básicos da natureza é que a matéria é formada por partículas, algumas com a propriedade de atrair ou repelir determinadas outras partículas.

 

4 - Modulação: Tipos e Usos

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CAPÍTULO

Modulação:

Tipos e Usos

4.1 Modulação e Demodulação:

Por que Utilizar; Tipos

Em uma ligação telefônica analógica transmitida por meio de um par de fios, não há modulação: o sinal de voz é transmitido diretamente. O sinal elétrico de voz (áudio) reproduz a vibração do ar que corresponde ao som.

Essa tensão variável é levada pelo par de fios ao receptor telefônico e, nele, causa a vibração da membrana do fone, que impulsiona o ar de modo a reproduzir a vibração correspondente ao som original.

4

4.1 Modulação e

Demodulação:

Por que Utilizar;

Tipos

4.2 Série e

Transformada de

Fourier,

Transformada z ;

Usos; Filtros

4.3 Multiplexagem;

Tipos e Usos

Para se transmitir a voz por meio de uma onda de rádio, a situação é diferente: o que serve de veículo para portar o sinal alternado que representa a vibração do som não é um par de fios, mas uma onda eletromagnética. Não há um caminho condutor ao qual se possa aplicar diretamente a tensão produzida pelo microfone, para que essa tensão chegue ao receptor telefônico. Ainda assim, deseja-se que a onda transmita a informação sobre a vibração.

 

5 - Evolução da Eletrônica e da Computação

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CAPÍTULO

5

5.1 Invenção e

Evolução do

Computador

5.2 Invenção do

Trasistor,

Circuito

Integrado e

Microprocessadores

5.3 Impacto da

Moderna

Eltrônica sobre as

Telecomunicações

5.4 Surgimento e

Evolução das

Redes de

Computadores

Evolução da

Eletrônica e da

Computação

5.1 Invenção e Evolução do

Computador

A partir do momento em que Lee DeForest inventou a válvula eletrônica triodo, em 1907, começou a era da eletrônica. Os primeiros computadores eletrônicos foram a válvula.

Dispositivos para fazer cálculo já existiam antes, mecânicos. Além de obviedades, como usar os dedos, pedrinhas ou grãos para contar, somar e subtrair, um dos dispositivos mais antigos foi o ábaco, inventado pelos antigos babilônios cerca de 500 anos antes de Cristo.

A primeira máquina de calcular digna desse nome, que fazia soma e subtração, foi construída por Blaise Pascal, em 1642. Gottfried Leibniz, em 1672, acrescentou a essa máquina as operações de produto, divisão e raiz quadrada.

 

6 - Comunicações Digitais

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CAPÍTULO

6

Comunicações

Digitais

6.1 Sinais Digitais:

Conversão A/D e D/A

6.1 Sinais Digitais: Conversão

A/D e D/A

6.2 Transmissão

Digital da Voz,

Imagem e

Outros Sinais

Um sinal analógico é aquele que pode assumir todos os valores, entre um máximo e um mínimo, de forma contínua. Ele é contínuo em termos dos valores e também no tempo; por isso, diz-se que é um sinal contínuo.

6.3 Multiplexagem

Digital

Sinais analógicos podem representar som

(voz, música, etc.) ou imagem (televisão, telefoto, fax), uma medida qualquer que pode variar no tempo (telemedida) ou um sinal de controle

(telecontrole).

Para lidar com um sinal em um sistema digital (armazenar na memória, disco ou fita de um computador, fazer algum processamento digital ou transmiti-lo digitalmente), ele precisa estar representado na forma em que o sistema digital trabalha, que é com números binários.

Para isso, uma sequência de valores do sinal deverá ser representada numericamente, e os números resultantes serão trabalhados pelo sistema digital. A conversão da forma analógica para a digital é chamada de “conversão análogo/digital”, “analógica/digital” ou “conversão A/D”.

 

7 - Redes

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CAPÍTULO

Redes

7

7.1 Arquiteturas

7.1 Arquiteturas

Hoje, quando se fala em rede de telecomunicações, pensa-se em uma rede que interliga vários terminais de telecomunicações de diversos tipos, incluindo telefones, computadores, equipamentos digitais variados. Nem sempre foi assim.

7.2 Protocolos e

Modelos de

Referência

Durante boa parte do século XX, as redes de diferentes serviços eram separadas: rede telefônica, rede telegráfica; depois, surgiram as redes de computadores.

7.4 Redes

Integradas

7.3 A Internet

Quando foram realizadas as primeiras experiências com transmissão de telégrafo e de telefone, não havia ainda redes: tratava-se da ligação de dois terminais (telegráficos ou telefônicos) por um par de condutores.

Os telégrafos começaram a ter maior número de terminais interligados, de início quase enfileirados, seguindo estradas de ferro. Depois, as redes telegráficas foram se ramificando mais.

 

8 - Satélites, Sistemas Móveis, Comunicações Ópticas

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CAPÍTULO

8

8.1 Satélites de

Comunicações

8.2 Telefonia Celular e Sistemas

Wireless

8.3 Fibras Ópticas,

Comunicações

Ópticas

Satélites,

Sistemas Móveis,

Comunicações

Ópticas

8.1 Satélites de Comunicações

Satélites artificiais são utilizados para comunicações, sensoriamento remoto e outras aplicações.

Satélites de comunicações funcionam como uma estação repetidora de rádio (em particular, de micro-ondas) a uma grande altitude.

Sabemos que micro-ondas não se refletem na ionosfera e têm uma atenuação considerável na propagação por difração em obstáculos, por isso são usadas em visibilidade direta. Quando isso não é possível diretamente, utilizam-se estações repetidoras entre as estações extremas, de modo que haja visibilidade entre elas. Procura-se encontrar um ponto suficientemente elevado para garantir essa visibilidade.

Por ficarem a uma altitude muito maior que qualquer elevação na Terra, os satélites são visíveis de uma grande área na superfície terrestre e, por isso, desempenham a contento esse papel de intermediários, com a vantagem de permitirem interligar quaisquer pontos sobre a superfície terrestre em relação aos quais eles estejam em visibilidade direta com utilização de uma

 

9 - Tendências Atuais e Futuras

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9

CAPÍTULO

Tendências Atuais e Futuras

O que vimos ao longo deste livro nos mostra como se desenvolveram as técnicas utilizadas em Telecomunicações, dos primórdios do uso dessas técnicas até os dias atuais. O que se pode dizer em termos de tendências atuais é fazer um apanhado geral, sumário, de como as

Telecomunicações estão no momento.

Atualmente, as Telecomunicações utilizam técnicas de natureza matemática, especializadas, em parte baseadas em estatística, na determinação da forma mais eficiente de transmitir as informações e na determinação do que se pode esperar da transmissão do sinal em termos de veiculação de quantidade de informações, ou seja, das limitações na capacidade de transmissão. O formato de sinal utilizado em todos os sistemas novos é o digital, com as diversas vantagens já examinadas neste livro. Na transmissão dos sinais, continuam a ser utilizados fios e ondas eletromagnéticas; estas incluem as ondas de rádio, inclusive micro-ondas, que se propagam livremente pelo espaço, e a luz, que, em geral, é transmitida por meio de fibras ópticas.

 

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