Este documento apresenta os principais conceitos e definições de sistemas de telecomunicações, incluindo elementos básicos como fonte, transmissor, canal de comunicação e receptor. O objetivo do curso é viabilizar o uso eficiente desses sistemas no dia-a-dia de profissionais de redes de computadores. A metodologia inclui aulas expositivas, práticas em laboratório e seminários com avaliação contínua ao longo do semestre.

1. Elementos de um sistema de
comunicações
Princípios de Comunicações
Professor : João Freire Abramowicz

2. Ementa
 Canal de comunicação.
 Processos estocásticos.
 Modulação de amplitude.
 Modulação angular.
 Codificação de sinais analógicos.
 Transmissão digital em banda básica.
 Modulação digital.
 Sistemas de múltiplo acesso.
 Tópicos em Comunicações.

3. Objetivo
O propósito deste curso é apresentar os
principais conceitos e definições de sistemas
de telecomunicações e viabilizar a utilização
eficiente dos mesmos no dia-a-dia do
profissional graduado em Redes de
computadores.

4. Metodologia
A metodologia a ser empregada no decorrer da
atividade prevê a realização de algumas
aulas expositivas, e diversas aulas práticas
em laboratório e seminários, bem como
realização de atividades em grupo

5. Procedimentos de Avaliação
 A avaliação será realizada continuamente ao
longo do semestre, englobando atividades que
envolvem: (a) participação em aula; (b) resolução
de listas de exercícios; (c) trabalhos de pesquisa;
e (d) avaliação escrita.
 Algumas das atividades serão realizadas
individualmente e outras em grupo (de acordo
com o que for combinado em sala de aula). O
peso de cada uma das atividades de avaliação
também será discutido em sala de aula.

6. Bibliografia Básica
S. Haykin & M. Moher, Sistemas de Comunicação,
5ª Edição, John Wiley & Sons (Bookman), 2011
S. Haykin & M. Moher, An Introduction to Analog
and Digital Communications, 2th Edition, John
Wiley & Sons, 2006.
B. Sklar, Digital Communications: Fundamentals
and Applications, 2nd Edition, Prentice Hall,
2001.

7. Bibliografia Complementar
J. Proakis & M. Salehi, Digital Communications, 5th
Edition, McGraw-Hill, 2007.
CIRCUITOS digitais; LOURENÇO, Antonio Carlos de et
al. Circuitos digitais. 6ª ed. São Paulo: Érica, 2002. 321
p..
TORRES, Gabriel. Hardware: curso completo. 4ª ed. RIO
DE JANEIRO: Axcel Books, 2001. 1398.
DELGADO, JOSÉ. Arquitetura de computadores.. 2ª ed.
Rio de Janeiro: LTC, 2009. 534 p..

8. Índice
1. Processo de Comunicação
2. Elementos básicos de um sistema de comunicação
3. Princípios de Comunicação em Redes
4. Exercícios

9. COMUNICAÇÃO
TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO DE
UM PONTO A OUTRO, ATRAVÉS DE
UMA SUCESSÃO DE PROCESSOS.

10. Processos de Comunicação
 Geração de sinais de mensagem: voz, música,
imagens ou informações de computadores;
 A descrição do sinal de mensagem com precisão
adequada, através de um conjunto de símbolos:
elétricos, auditivos ou visuais;
 A codificação destes símbolos de forma que possa
ser possível a sua transmissão através de um meio
físico de interesse;

11. Processos de Comunicação
 A transmissão deste código ao destino
desejado;
 A decodificação e reprodução dos símbolos
originais;
 A recriação da mensagem original, com um
nível de degradação aceitável, degradação
esta, devido às imperfeições do sistema.

12. Elementos básicos de um sistema
de comunicação
O propósito de um sistema de comunicações é conduzir os
sinais de informação a partir de uma fonte, localizada em um
ponto, para um usuário de destino, localizado em outro ponto.

13. Elementos básicos de um sistema de
comunicação
Fonte: origina a mensagem a ser transmitida.
Ex. voz humana, imagem da televisão. Todas elas devem
ser convertidas por um transdutor numa forma de onda
de um sinal elétrico denominado de sinal na banda base
ou, simplesmente, mensagem.

14. Elementos básicos de um sistema de
comunicação
Transmissor: modifica o sinal na banda base para a
transmissão do mesmo através de um canal de
comunicação.

15. Elementos básicos de um sistema
de comunicação
Para transmitir um sinal de mensagem em um
canal de comunicação, utilizá-se técnica
analógica ou digital.

16. O canal de comunicação representa o meio de
transmissão. No canal o sinal é atenuado, ruído e sinais
interferentes (que se originam de outras fontes) são
somados ao sinal transmitido.
Elementos básicos de um sistema de comunicação

17. Princípios de Comunicação
em Redes
As redes possibilitam que várias pessoas
compartilhem dados e periféricos simultaneamente;
Os computadores são dispositivos digitais, ou seja,
representa dados através de dígitos binários
(bits, 0 ou 1); Transmitir dados através de uma rede,
significa enviar bits de um computador para o(s)
outro(s) através de um meio de transmissão.

18. Princípios de Comunicação
em Redes
As redes podem oferecer dois tipos de
serviço de comunicação:
 Serviços orientados à conexão;
 Serviços sem conexão.

19. Orientada a Conexão
• Análogo ao sistema telefônico:
Tira o telefone do gancho e disca um número →
Estabelece uma conexão;
Fala → Usa a conexão;
Desliga → Libera a conexão;
A conexão funciona como um caminho único
entre origem e destino, onde ao se inserir bits
numa extremidade os mesmos serão recebidos
pelo receptor na outra extremidade, na mesma
ordem em que foram inseridos;
Pode ser Permanente ou Temporária.

20. Princípios de Comunicação em Rede
Serviços Orientados à Conexão

21. Não Orientada a Conexão
Análogo ao sistema postal:
Cada correspondência possui o endereço de destino;
Se duas ou mais correspondências forem enviadas a
partir de um mesmo emissor, para o mesmo
destino, podem chegar fora de ordem;
Não existe uma conexão criada entre origem e
destino, sendo assim, os pacotes podem ser
encaminhados por caminhos diferentes e
chegarem, em ordem diferente à emitida, no
destino;
Exemplo: Internet.

22. Programação em Rede
 TCP - Serviço Orientado a conexão
estabelece uma conexão entre uma origem
(porta/end.IP) e um destino (porta/end.IP) que
perdura até que a mesma seja explicitamente
encerrada comunicação confiável
 Unicast x Multicast
 unicast - comunicação ponto a ponto
 multicast - grupo de hosts recebendo um
mesmo
endereço IP

23. Programação em Rede
UDP - Serviço sem Conexão
Não estabelece um vínculo direto entre
origem e destino envia datagramas sem
confirmação de resposta e sem técnicas de
correção de erros mais rápidos que o TCP

24. Comunicação Assíncrona e
Síncrona
Na comunicação assíncrona, um remetente e um receptor
não sincronizam antes de cada transmissão, ou seja, não
existe um intervalo de tempo fixo entre os bits ou dados
transmitidos. Utilizada em redes mais antigas e de baixa
velocidade (linha discada);
Na comunicação síncrona, o remetente e o receptor
devem estar sincronizados, ou seja, os bits serão
enviados sempre em intervalos de tempo constantes.
Quando não houver dados a serem enviados, o
transmissor continua enviado algum caracter na linha
mantendo o “ritmo” da transmissão. Utilizada em redes
de maior velocidade (Ex.: 2 Mbps).

25. Comunicação Síncrona e Assíncrona
A forma síncrona permite a comunicação entre as pessoas
em tempo real, ou seja, o emissor envia uma mensagem
para o receptor e este a recebe quase que
instantaneamente, como numa conversa por telefone.
São exemplos deste tipo de comunicação o chat e a
videoconferência.
Já a forma assíncrona dispensa a participação simultânea
das pessoas, ou seja, o emissor envia uma mensagem ao
receptor, o qual poderá ler e responder esta mensagem
em outro momento.
São exemplos deste tipo de comunicação o correio eletrônico, o
fórum e a lista de discussão.

26. Comunicação
Na comunicação de dados existe sempre um
transmissor e um receptor. Os modos de
comunicação são definidos pela quantidade de
transmissores, esses modos são conhecidos
como:
 Simplex,
 Half duplex e
 Full duplex.

27. Princípios de Comunicação em Rede
Modo de Comunicação Simplex
A transferência de informação só é feita num só
sentido, de um transmissor para um receptor. É o
mais simples, pois o papel de cada dispositivo está
definido ao início e nunca se altera.

28. •Princípios de Comunicação em Rede
Modo de Comunicação Half Duplex
A transferência de informação pode-se processar
nos dois sentidos, mas alternada. Este modo de
operação obriga a existência de mecanismos que
permitam a um dispositivo de rede passar de
transmissor a receptor e vice-versa.

29. Princípios de Comunicação em Rede
Modo de Comunicação Full Duplex
A transferência de informação processa-se nos
dois sentidos, simultaneamente.

30. Modos de Comunicação
 “Broadcasting” – Utilização de um único
transmissor e vários receptores. A
informação flui em um único sentido.
 Comunicação ponto a ponto – A
comunicação acontece entre um único
emissor e um único receptor. Normalmente
o fluxo é bidirecional.

31. Princípios de Comunicação em Rede
Tecnologia de Transmissão (Métodos de Transferência de
Dados)
 Redes de Difusão (broadcasting);
a) Canal Compartilhado
b) 1 envia e Todas Recebem
c) mensagem Curtas com campo endereço de identificado;
d) Centralizada e Descentralizada;

32. Princípios de Comunicação em Rede
Tecnologia de Transmissão
(Métodos de Transferência de Dados)
1. Redes Ponto a Ponto (point-to-point);
a) Conexão entre pares de Computadores;
b) Redes Maiores e Espalhadas;
c) Roteamento é o ponto chave.

33. Exercício de Fixação em dupla
(CLASSE)
1. Qual o princípio básico da comunicação, Ilustre ?
2. Exemplifique comunicação síncrona e assíncrona.
3. Descreve os modos de comunicação.
4. Descreva os métodos de transferência de dados
5. Das alternativas abaixo qual delas pode ser um serviço
com confirmação, um serviço sem confirmação, ambos
ou nenhum deles:
a) Estabelecimento de conexão:
b) Transmissão de Dados:
c) Liberação de conexão:

34. Recursos primários dos sistemas
de comunicação
 Dois recursos primários são empregados:
A) Largura de faixa do canal – Banda de
freqüências alocadas para a transmissão do
sinal da mensagem;
B)Potência Transmitida – Potência média
transmitida do sinal.
Objetivo  Utilizar estes dois recursos da
forma mais eficiente possível.

35. Classificação dos canais de
comunicação
 “Power Limited” – Sistemas cuja limitação
é a potência do sinal transmitido. Ex.: canal
de satélite.
 “Band Limited” – Sistemas cuja limitação é
a faixa de freqüência alocada. Ex.: circuitos
de telefonia.

36. Ruído
 Ondas eletromagnéticas que tendem a perturbar a
transmissão e o processamento de sinais de
mensagem em um sistema de comunicação.
 Suas fontes podem ser internas ou externas ao
sistema.
 Medida quantitativa do ruído é SNR(Signal Noise
Ratio).
ruídodoPotência
sinaldoPotência
log.10SNR

37. Fontes de Informação
 Quatro tipos fundamentais de fontes de informação: Fala,
Música, Imagens e sinais de computadores.
 Sinal é definido como uma função do tempo que faz o
papel de variável independente, cujo valor em cada
instante de tempo é único.
 Pode ser:
a) unidimensional no caso de fala, música ou sinais de
computadores;
b) bidimensional no caso de imagens;
c) Tridimensional – Vídeo;

38. Fontes de Informação
 Fala – O espectro de freqüência é formatado
pela seletividade em freqüência do trato vocal.
O espectro de potência indica potências
praticamente nulas para para freqüências
próximas do zero, atingindo um pico para
algumas centenas de Hertz. Ex.: A telefonia
utiliza uma largura de faixa de
300 Hz a 3100 Hz.

39. Fontes de Informação
 Música – Origina-se de instrumentos
musicais. Possui estrutura melódica
(seqüência de sons) e harmônica (sons
simultâneos). A diferença entre a música e a
fala é que a última ocupa uma largura de
faixa muito maior, podendo-se extender
acima de 15 KHz.

40. Fontes de Informação
 Imagens – Podem ser dinâmicas (vídeo) ou
estáticas(fotografias). As imagens a fim de
serem transmitidas, devem ser convertidas
em sinais elétricos. Para tal devem ser
escaneadas seqüencialmente.
 Desta forma um sinal bidimensional é
convertido em um sinal unidimensional.

41. Fatores limitantes da qualidade
de reprodução da TV
 Número de linhas disponíveis (limita resolução
vertical);
 Largura de Faixa para a transmissão do sinal de
vídeo(limita resolução horizontal),

42. Fontes de Informação -
Computadores
 “Bursting nature” – Períodos de atividade,
entremeado por períodos de silêncio.
 Computadores são utilizados para download de
arquivos comprimidos. Há dois tipos de
compressão de arquivos:
a) Compressão sem perdas (Lossless compression)
Remove informações redundantes, porém é
possível reconstruir exatamente a informação
original;
b) Compressão com perdas (Lossy compression) Há
uma perda controlada de informações.

43. Compressão de áudio e vídeo
 Padrões standard de compressão:
a) JPEG image coding standard (Joint Photographic
experts group) – os pixels são agrupados em
blocos de 8X8, aplica-se a transformada de
Fourier cosseno discreta, obtendo-se 64
coeficientes, esses coeficientes são codificados em
8 bits, passam por uma compressão tipo lossless e
finalmente são decodificados através do processo
inverso no outro computador.

44. Compressão de áudio e vídeo
 B) MPEG-1/video coding standard (Motion
Photographic Experts Group) A compressão
neste padrão utiliza-se de redundâncias, tais
como: redundâncias entre frames, redundâncias
entre pixels.

45. Compressão de áudio e video
c) MPEG-1/Audio coding standard – A
amplitude em função do tempo do sinal
original se aproxima bastante da forma de
onda original, sem alterar substancialmente
sua qualidade, pois leva em consideração o
sistema de percepção do ouvido humano.

46. Sinais
 Classificação:
a) Real ou complexo : Sinais podem ser
representados por funções ou valores reais
ou complexos.
realsinal)tf2cos(A)t(f 0
cosin)tf2j(senAj)tf2cos(A)tf2jexp(A)t(f 000 

47. Sinais
 Classificação:
a) Periódico e aperiódico:
1) Periódico: Um sinal é periódico se f(t) = f(t+nTo),
onde n é um inteiro qualquer.
Sinal periódico

48. Sinais
 Classificação:
a) Periódico e aperiódico:
1) Aperiódico: Sinais aperiódicos são que não
possuem T0 que satisfaça a condição de
periodicidade.
Sinal aperiódico

49. Sinais
 Classificação:
a) Analógicos, discretos e digitais:
1) Analógicos: Podem assumir qualquer valor em
amplitude no tempo.

50. Sinais
 Classificação:
a) Analógicos, discretos e digitais:
2) Discretos: São sinais definidos a intervalos
regulares de tempo e representáveis por
seqüências de números .
Sinal discreto: senóide amostrada, de amplitude A e (sinal contínuo em pontilhado)

51. Sinais
 Classificação:
a) Analógicos, discretos e digitais:
3) Digitais: São sinais discretos no tempo e em
amplitudes, com estas codificadas
numericamente.

52. Sinais
 Classificação:
a) Determinísticos e aleatórios
1) Determinísticos: Não há incerteza quanto ao seu
valor em nenhum instante de tempo. Tais sinais
podem ser representados no tempo através de
fórmulas matemáticas.
f t A f t() cos( ) 2 0


53. Sinais
 Classificação:
a) Determinísticos e aleatórios
2) Aleatórios: É aquele cujo valor é desconhecido até
o instante da sua manifestação. Este tipo de sinal
é caracterizado através de médias estatísticas.
px
xx
x
x
x x
() exp
( )
 

















1
2 2
2
2
2
  


,onde
éovalormédio
éavariânciaoudispersão
éodesviopadrão
x
x

54. Sinais
 Classificação:
a) Energia e Potência
A potência de um sinal f(t) é definida, supondo-se
a resistência normalizada igual a 1 . Assim, a
sua Energia e potência média são dadas por:
E f tdt
T
T
T



lim ()
2
P
T
f tdt
T
T
T



lim ()
1 2

55. Sinais
 Classificação:
a) Energia e Potência:
Um sinal é dito de energia se 0 <E < 
Um sinal é dito de potência se 0 < P < 
Regra geral: sinais periódicos e os aleatórios são sinais
de potência.(power signal) e os determinísticos
aperiódicos são sinais de energia (energy signal).

56. Modulação e Codificação
 São processos efetivados no transmissor,
visando uma transmissão eficiente e
confiável.
 Modulação – Tratamento dado ao sinal que
se quer transmitir para melhor adequá-lo ao
canal desejado ou disponível.

57. Modulação
 Classificação:
A) de acordo com a portadora:
1) CW –Continuous wave
Modulação cw (a) em amplitude: AM; (b) em frequência: FM

58. Modulação
 Classificação:
A) de acordo com a portadora:
2) Pulsos
Modulação de pulsos (a) amplitude (PAM); (b) duração (PWM)

59. Modulação
 Classificação:
B) de acordo com o sinal modulador:
1) Sinal modulador analógico ou contínuo
2) Sinal modulador pulsado, modulação PSK, FSK
ou ASK
Os diversos tipos de modulação podem ser utilizados
em combinação. Ex.: sinal de TV.

60. Por que Modular?
 Transmissão eficiente;
 Reduzir problemas de Hardware;
 Para reduzir efeitos de interferência e ruído;
 Para alocação de freqüências;
 Para multiplexagem em freqüência.

61. Por que Modular?
 Reduzir problemas de Hardware;
Dois sinais de mesma largura de faixa, mas largura de faixa fracionária diferentes (fora de escala)

62. Por que Modular?
 Para reduzir efeitos de interferência e ruído;
 Para alocação de freqüências;

63. Por que Modular?
 Para multiplexagem em freqüência.

64. Lei de Hartley-Shannon
 A capacidade de um canal é dada por:
bits/sC B
S
N
 log( )2 1
B – largura de Faixa
S/N é a relação sinal ruído
Conclusão – Quanto maior a relação sinal
ruído, maior é a capacidade do canal.