radio e microondas
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introdução às ondas de rádio e micro-ondasTRANSCRIPT
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Sistemas Rdio MicroondasUtilizado em Sistemas de Transporte de Baixa e Mdia Capacidade
Tambm conhecido como Sistemas Radiovisibilidade
Estaes distantes entre si at 50 km (ou mais, dependendo de condies topogrficas, freqncia, capacidade)
Composio: Transceptores, Linha de Transmisso e Elemento Irradiante
Comportamento do sinal, utilizando altas freqncias, similar ao da luz
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Propagao Eletromagntica Espao LivreInformao PtPrGrGtAoPr = Pt + (Gt + Gr) - AoPr = Potncia RecebidaPt = Potncia TransmitidaGt = Ganho da Antena de TransmissoGr = Ganho da Antena RecepoAo = Atenuao no Espao Livre
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Sistemas Rdio VisibilidadeObs: O ndice de refrao atmosfrica provoca o encurvamento dasondas de modo a projetar o ponto de recepo para alm da linha de visada direta.
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Para facilitar o estudo da propagao em microondas, considera-se oraio da terra aumentado de tal forma que o feixe possa ser representado por uma linha reta. O fator de aumento chamado de raio equivalente da Terra (fator K). Em condies normais de propagao K = 4/3 vezes o raio da terra.Raio Equivalente da Terra
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Sistemas Rdio Ponto-a-Ponto Rdio Estao ARdio Estao B
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Sistemas Rdio Ponto-a-Ponto Digital Transmisso de informaes ou sinais modulantes digitais, na faixa de 2 Mbit/s, 34 Mbit/s, 140 Mbit/s e 155 Mbit/s
Etapas: MODULAO, DEMODULAO
Modulaes mais usadas em rdios digitais:
PSK (Phase Shift Keying)QAM (Quadrature Amplitude Modulation)
Antena: Elemento transdutor de energia eltrica para eletromagntica e vice-versa.
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Rdio Ponto-a-Ponto Digital
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Definio de Sistemas Rdio Ponto-a-PontoTermo Ponto-a-Ponto: Comunicao em nvel de Radioenlaces sempre feita entre 2 estaes
Sistemas com Topologia Ponto-Multiponto:
Sinal gerado em uma estao recebido simultaneamente por mais de uma estao
Utiliza tcnicas de Mltiplo Acesso: TDMA, CDMA
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Aplicaes - Sistemas Rdio Ponto-a-PontoRede de Transporte de Operadoras Regionais e Longa Distncia
Rede de Transporte de Operadoras Celulares
Rede Privada das Operadoras de Sistemas de Energia
Redes Corporativas
Distribuio de Sinais de TV
Provedores de Servios Internet
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SISTEMAS RDIO
CONFIGURAO SISTMICA
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TPICOSHierarquias Digitais: PDH e SDHTopologias de RedesCapacidade de Transmisso e InterfacesFaixas de FreqnciaTipos de EquipamentoTipos de ModulaoComposio dos EquipamentosConfigurao do Sistema de Proteo de RFContramedidasSistema AreoSistemas Auxiliares
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Hierarquias Digitais PDH e SDHObservao: Essas hierarquias no so usadas somente em equipamentos rdio, mas tambm nos outros meios de transmisso, como Fibra ptica e Transmisso Satlite
DEFINIOPDH: Plesiochronous Digital HierarchySDH: Sinchronous Digital HierarchyPlesiochronous: Significa quase sncrono. Dois ou mais sinais so ditos plesiochronous quando apresentam a mesma taxa nominal, mas tm relgios distintos.
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Hierarquia PDH 397 Mbit/s 97 Mbit/s6,312 Mbit/s 32 Mbit/s1,544 Mbit/s 274 Mbit/s 44 Mbit/s6,312 Mbit/s139,264 Mbit/s34,368Mbit/s 8,448 Mbit/s2,048 Mbit/s1a. Hierarquia5a. Hierarquia4a. Hierarquia3a. Hierarquia2a. HierarquiaJAPOUSABRASIL/EUROPA
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Estrutura do Quadro de Pulsos do Sistema PCM30 (Taxa 2,048 Mbit/s)Canal parapalavra dealinhamentodo quadro epalavra deservioCanaltelefnico1. . .Canaltelefnico2Canaltelefnico15Canal desinalizao. . .Canaltelefnico16Canaltelefnico300121516173112345678Aprox.3,9 ms32 x 8 bits = 256 bits125 msNumerao dos Times Slots de canal de um quadro de pulsos.
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Hierarquia PDH A existncia de 3 tipos de hierarquias dificulta as interconexes de sistemas, pois s possvel interconexo em nvel de voz na taxa de 64 kbit/s.
Os sistemas PDH provenientes de equipamentos distintos possuem sincronismos distintos, sendo que na demultiplexao necessrio que todos os sinais estejam sincronizados.
Soluo: Incluso de bits vazios ou bits de justificao, para preenchimento dos espaos que geram a falta de sincronismo entre os sistemas.
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Hierarquia PDH PROBLEMA CAUSADO
O fato de um sinal (2 Mbit/s, por exemplo) percorrer uma grande quantidade de rotas dentro da Rede, at chegar ao seu destino.
Torna-se necessrio acompanhar cada rota com os registros de todos os pontos de conexo.
medida que a Rede cresce, manter os registros atualizados torna-se bastante caro, alm de complicado.
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Maiores Desvantagens do PDH 1 - Dificuldade de identificao de tributrios de ordem inferior, dentro de um quadro maior.
2 - No h espao suficiente para incluir informaes de gerenciamento total da Rede.
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Exemplo - Entrega de 01 Feixe E1 para PABX 34 Mbit/s8 Mbit/s2 Mbit/sAdaptadorTransmissoF.OF.OF.O = Fibra ptica
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Hierarquia SDH SDH: Sinchronous Digital Hierarchy
CARACTERSTICAS
- Padronizao Total- Fcil Acesso aos Tributrios de Ordem InferiorGrande capacidade alocada para Gerncia de Rede
Objetivo: Compatibilizar interfaces de fabricantes diferentes, criando um padro.
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Hierarquia SDH STM-1: Sinchronous Transport Module Level 1ou , Mdulo de Transporte Sncrono nvel 1
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Estrutura do Quadro SDH
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Estrutura do Quadro SDH CARACTERSTICAS
Overhead: Trfego de informaes prprias do rdio ou equipamentos auxiliares: Gerncia, Canal de servio, Qualidade de relgio, bytes para aplicaes futuras.
Payload (Carga til): Dados a serem transportados
Primeiras 9 colunas: Informaes de controle, gerenciamento e sincronismo.
261 colunas restantes: rea de Payload
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Estrutura do Quadro SDH EXEMPLO STM-64
N = 64Nmero de Colunas = 64 x 270 = 17.280 colunas (bytes)Nmero de Linhas = 9Comprimento Quadro STM-64 = 17.280 x 9 = 155.520 bytesrea de Controle: 9 x 64 = 576 colunas (bytes)Tempo de transmisso de um quadro STM-64 = 125 microseg.
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Hierarquia SDH Aplicaes
Um Feixe STM-N pode transportar vrios tipos de enlaces de entrada: Enlace E1, Enlace T1, hierarquia de 2a. Ordem americana (6,312 Mbit/s), hierarquia de 3a. Ordem europia (34 Mbit/s), etc.
Dentro do quadro STM-N so intercalados enlaces sncronos, assncronos e plesicronos.
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Tipos de Rdio Ponta a PontoAplicaes
- Rdios PDH: Interfaces PDH - E1 (2 Mbit/s) a mais usual.
Rdios SDH: Interfaces SDH - STM-1 (155 Mbit/s) a usual.
Para se prover interfaces E1 em Rdios SDH utiliza-se multiplexadores SDH:Rdios STM-1: 63 x E1 por canal de RFRdios STM-0: 21 x E1 por canal de RF
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Capacidade de TransmissoBackboneEntroncamento SecundrioAcessoBaixa: At 4 E1 (Acessos)Mdia: 08 E1 at 32 E1 (Entroncamento Secundrio)Alta: 140/155 Mbit/s (Backbone)
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Faixa de Freqncias
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Aplicaes para cada FaixaFaixa ELF: Ondas penetram razoavelmente no solo e na gua. Comunicao com submarinos e escavaes de minas. Necessidade de alta potncia.
Faixa VLF: Propagao por reflexo ionosfrica.
Faixa LF: Propagao ionosfrica, com atenuao da onda maior que a faixa de VLF. Navegao de longa distncia.
Faixa MF: Ondas de superfcie, que apresenta menor atenuao que e reflexo ionosfrica. Radiodifuso AM, rdio-martimo.
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Aplicaes para cada FaixaFaixa HF: Propagao por refrao ionosfrica, sendo que nas regies prximas ao transmissor, permanece a presena das ondas de superfcie. Radioamadorismo, comunicaes militares.
Faixa VHF e UHF: Propagao por difrao (no se torna possvel o uso da refrao ionosfrica, pois as ondas no retornam superfcie terrestre). Rdios VHF e UHF de pequena capacidade. Estas faixas esto muito saturadas, sendo vulnerveis a rudos ambientais e ignio de veculos. Vantagem: trabalhar em links semi-obstrudos, em que a implantao de rdios em freqncias superiores requer a utilizao de torres muito altas. TV e FM, telefonia mvel celular, GPS, Radiodifuso de TV.
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Aplicaes para cada FaixaFaixa SHF e EHF: Propagao em visibilidade. A Faixa de SHF conhecida por faixa de microondas. As faixas de 4 a 8 GHz so consideradas as mais adequadas para utilizao em alta capacidade. Faixas superiores a 10 GHz sofrem atenuaes crescentes devido s chuvas. Satlite, radar, radioastronomia, enlaces terrestres de alta capacidade e longa distncia.
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Capacidade de Tx por Faixa de FreqnciasO: Permitida X: No Permitida
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Composio do Sistema RdioInterfaces: No Projeto Sistmico, uma das caractersticas mais importantes (tipo e quantidade).
Interfaces E12 x E14 x E18 x E116 x E1
Observao: Estes rdios dispensam o uso de equipamentos multiplex de ordens superiores.
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Composio do Sistema Rdiob) Interfaces E3 (34 Mbit/s)Alguns rdios de mdia e alta capacidades fornecem interfaces de 34,368 Mbit/s, correspondentes 3a. Hierarquia de multiplexao (E3).1 x 34 Mbit/s2 x 34 Mbit/s
c) Interfaces n x 64 kbit/sRdios de baixa capacidade, na faixa de VHF e UHF, fornecem interfaces mltiplas de 64 kbit/s.
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Composio do Sistema RdioAs interfaces n x 64 kbit/s so fornecidas tambm por sistemas multiponto terrestres ou via satlite.
Exemplos:1 x 64 kbit/s2 x 64 kbit/s256 kbit/s384 kbit/s512 kbit/s704 kbit/s
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Composio do Sistema Rdiod) Interfaces STM-1 (155,52 Mbit/s)01 interface STM-1 por canal de RF. Utiliza-se Multiplex SDH para prover interfaces E1 (63 x E1).A interface STM-1 ptica Conexo direta Rede SDH ptica.Observao: So utilizados normalmente em rotas de curta distncia ou como derivaes de sistemas de Fibra ptica SDH.
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Tipos de Configurao da Estaes Rdio
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Estao TerminalCaracteriza-se pela utilizao de modems tipo terminal, providos de comutao de RF.
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Estao Repetidora SimplesEstao com 2 direes, sem a insero ou extrao de Trfego, utilizando normalmente modems mais simples, com funo de regenerao do sinal, sem funes de comutao de RF e interface de banda bsica.
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Estao Repetidora com Drop-Insert (D-I)Estao que possui a funo de extrao e insero de parte do trfego proveniente de uma ou de ambas estaes terminais e em alguns canais de RF.
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Estao Repetidora PassivaUtilizveis somente nos casos em que no possvel conseguir visada direta entre as 2 estaes adjacentes prximas, mas possvel escolher um ponto de repetio muito prximo a uma das estaes.
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Estao Estao Terminal MltiplaTransceptorModem Tipo RepetidoraTransceptorModem Tipo TerminalModem Tipo TerminalTransceptorDireo 1Direo 3Direo 2