APOSTILA. Preparatório Concurso Engenheiro de Telecomunicações Jr. Petrobrás

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1 APOSTILA Preparatório Concurso Engenheiro de Telecomunicações Jr. Petrobrás

2 ÍNDICE 1 Propagação Conceitos Básicos Propagação em Espaço Livre Atenuação em Espaço Livre Mecanismos de propagação Composição da Atmosfera Mecanismos de Propapagação Mecanismos de Propapagação para diferentes faixas de frequênciaerro! Indicador não de a) ELF (300 a 3000Hz)...Erro! Indicador não definido. b) Sistemas VLF (3k a 30kHz)...Erro! Indicador não definido. c) Sistemas LF (30k a 300kHz)...Erro! Indicador não definido. d) Sistemas MF (300kHz a 3MHz)...Erro! Indicador não definido. e) Sistemas HF (3MHz a 30MHz)...Erro! Indicador não definido. f) Sistemas VHF/UHF e SHF...Erro! Indicador não definido. f.1) Visada direta ou radiovisibilidade....erro! Indicador não definido. f.2) Difração...Erro! Indicador não definido. f.3) Tropodifusão...Erro! Indicador não definido. 1.4 Propagação em Visibilidade...Erro! Indicador não definido Ligação Ideal...Erro! Indicador não definido Refração Atmosférica...Erro! Indicador não definido Raio Terrestre Equivalente...Erro! Indicador não definido Efeitos do Terreno na propagação...erro! Indicador não definido. 1.5 Propagação sobre a Terra plana e lisa (K = )...Erro! Indicador não definido. 1.6 Propagação sobre Terra Esférica e lisa...erro! Indicador não definido. 1.7 Desvanecimento (fading):...erro! Indicador não definido Desvanecimento do ponto de vista do Especto de FrequênciasErro! Indicador não definid Desvanecimento do ponto de vista do tempoerro! Indicador não definido Probabilidade de interrupção...erro! Indicador não definido. 1.8 Dimensionamento e características dos sistemas de transmissão e recepção digital; Erro! Indicador não definido Conceitos Básicos...Erro! Indicador não definido Elementos de um Sistema de ComunicaçõesErro! Indicador não definido Tipos de Informações...Erro! Indicador não definido Requisitos Básicos da Comunicação...Erro! Indicador não definido Transmissão e Recepção Digital...Erro! Indicador não definido Radio Enlace Digital...Erro! Indicador não definido Fatores de Degradação e Contra-Medidas..Erro! Indicador não definido Técnicas de otimização do uso do espectro Erro! Indicador não definido Equação de Balanço de Potência...Erro! Indicador não definido. 2 Antenas...Erro! Indicador não definido. 2.1 Conceitos Preliminares...Erro! Indicador não definido Estrutura Logaritma...Erro! Indicador não definido Ondas Eletromagnéticas OEM...Erro! Indicador não definido Diagrama de irradiação da antena...erro! Indicador não definido Largura de feixe (ângulos de meia potência -3dB)Erro! Indicador não definido Diretividade (D)...Erro! Indicador não definido Ganho da Antena (G)...Erro! Indicador não definido.

3 2.1.7 Alimentação da Antena...Erro! Indicador não definido Relação Frente Costa e atenuação de lóbulo lateralerro! Indicador não definido Largura de Banda (faixa de passagem)...erro! Indicador não definido Área Efetiva...Erro! Indicador não definido Polarização...Erro! Indicador não definido. 3 Sistemas de Comunicações Ópticas...Erro! Indicador não definido. 3.1 Conceitos Básicos...Erro! Indicador não definido Vantagens e Desvantagens...Erro! Indicador não definido Aplicações...Erro! Indicador não definido Histórico...Erro! Indicador não definido Sistemas Básico de Transmissão...Erro! Indicador não definido Características da fibra óptica...erro! Indicador não definido Tipos de fibras ópticas...erro! Indicador não definido Atenuação...Erro! Indicador não definido Dispersão...Erro! Indicador não definido Efeitos Não lineares...erro! Indicador não definido Métodos de Acoplamento...Erro! Indicador não definido Amplificadores Ópticos...Erro! Indicador não definido Redes ópticas Modernas...Erro! Indicador não definido. 3.2 Técnicas de Multiplexação...Erro! Indicador não definido Multiplexação em comprimento de onda (WDM)Erro! Indicador não definido Multiplexação em Tempo (TDM)...Erro! Indicador não definido. 3.3 Metro Ethernet...Erro! Indicador não definido Vantagens e Desvantagens da tecnologia EthernetErro! Indicador não definido Inovações do Metro Ethernert...Erro! Indicador não definido Serviços Metro Ethernet...Erro! Indicador não definido Arquitetura das rede Metro Ethernet...Erro! Indicador não definido. 4 Redes Móveis e sem Fio...Erro! Indicador não definido. 4.1 Padrão WiFi (Wireless Fidelity)...Erro! Indicador não definido Camadas Erro! Indicador não definido Padrões...Erro! Indicador não definido Segurança sem fio...erro! Indicador não definido. 4.2 Redes Sem fio de banda larga ( MAN sem fio)erro! Indicador não definido Arquitetura Erro! Indicador não definido Padrões...Erro! Indicador não definido Comparações e Erro! Indicador não definido. 4.3 Padrão MBWA ou Mobile Fi...Erro! Indicador não definido. 4.4 Padrão WPAN (Wireless Personal Area Network)Erro! Indicador não definido. 5 Redes Locais (LAN)...Erro! Indicador não definido. 5.1 Topologia...Erro! Indicador não definido Topologia em LAN s e MAN s...erro! Indicador não definido. 5.2 Arquitetura IEEE802...Erro! Indicador não definido O Padrão IEEE 802.2: LLC (Logical Link Control)Erro! Indicador não definido Ethernet...Erro! Indicador não definido. 5.3 Endereçamento LAN (Mac ou físico)...erro! Indicador não definido ARP (Address Resolution Protocol)...Erro! Indicador não definido RARP (Reverse Address Resolution Protocol)Erro! Indicador não definido BOOTP (Bootstrap protocol)...erro! Indicador não definido DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)Erro! Indicador não definido. 5.4 Elementos de Interconexão...Erro! Indicador não definido.

4 5.4.1 Elementos da camada Física...Erro! Indicador não definido Elementos da camada de Enlace...Erro! Indicador não definido Elementos da camada de Rede...Erro! Indicador não definido Elementos da camada de Transporte (Gateway de Transporte)Erro! Indicador não definid Elementos da camada de Aplicação (Gateway de Aplicação)Erro! Indicador não definido 5.5 Gerenciamento de Redes...Erro! Indicador não definido SNMP (Simple Network Managment Procotol)Erro! Indicador não definido RMON (Remote Network Monitoring MIB)Erro! Indicador não definido. 6 Telefonia e Videoconferência...Erro! Indicador não definido. 6.1 Técnicas de voz...erro! Indicador não definido Codificação baseada na forma do sinal...erro! Indicador não definido Codificação baseada na fonte do sinal...erro! Indicador não definido Codificação hibrida...erro! Indicador não definido. 6.2 Técnicas de vídeo...erro! Indicador não definido Padrões...Erro! Indicador não definido. 6.3 Telefonia TDM (Convencional)...Erro! Indicador não definido Arquitetura Básica da rede telefônica...erro! Indicador não definido Centrais Telefônicas...Erro! Indicador não definido Tipos e características das redes telefônicas.erro! Indicador não definido Sistemas Convergentes...Erro! Indicador não definido. 6.4 Sinalização Telefônica...Erro! Indicador não definido Sinalização entre usuários e a central...erro! Indicador não definido Sinalização entre centrais...erro! Indicador não definido. 6.5 Dimensionamento e Tráfego Telefônico...Erro! Indicador não definido. 6.6 Ambiente VOIP (Voice over IP)...Erro! Indicador não definido Arquitetura H Erro! Indicador não definido SIP (Session Initiation Protocol)...Erro! Indicador não definido Comparação entre H.323 e SIP...Erro! Indicador não definido TOIP (Telephony over IP)...Erro! Indicador não definido. 7 Redes IP...Erro! Indicador não definido. 7.1 IP Muticasting (Multidifusão na Internet)...Erro! Indicador não definido IGMP...Erro! Indicador não definido. 7.2 QoS...Erro! Indicador não definido Requisitos...Erro! Indicador não definido Princípios para garantias de QoS...Erro! Indicador não definido Técnicas para se alcançar boa qualidade de serviçoerro! Indicador não definido Mecanismos de escalonamento...erro! Indicador não definido Mecanismos de Policiamento...Erro! Indicador não definido Técnicas de QoS (Qualidade de Serviço) em redes IPErro! Indicador não definido. 7.3 Internet...Erro! Indicador não definido. 7.4 O Protocolo IP...Erro! Indicador não definido IPV6...Erro! Indicador não definido Endereçamento IP...Erro! Indicador não definido Network Address Translation (NAT)...Erro! Indicador não definido DNS Domain Name System...Erro! Indicador não definido Entregas de pacotes IP...Erro! Indicador não definido. 7.5 O Protocolo UDP (User Datagram Protocol)....Erro! Indicador não definido. 7.6 O Protocolo TCP (Transfer Control Protocol)...Erro! Indicador não definido Estabelecimento de conexão TCP...Erro! Indicador não definido Controle de fluxo e de erro...erro! Indicador não definido.

5 7.6.3 Controle de Congestionamento...Erro! Indicador não definido. 7.7 Algortimos de roteamento...erro! Indicador não definido Classes de Algoritmos de Roteamento...Erro! Indicador não definido Roteamento IP...Erro! Indicador não definido. 7.8 MPLS (Multiprotocol Label Switching)...Erro! Indicador não definido Introdução...Erro! Indicador não definido Funcionamento Básico do MPLS...Erro! Indicador não definido Protocolos utilizados na rede MPLS...Erro! Indicador não definido. 7.9 Firewall de pacotes e de conteúdos...erro! Indicador não definido Componentes ou funções do Firewall...Erro! Indicador não definido Arquitetura DMZ (De-Militarized Zone)...Erro! Indicador não definido Criptografia...Erro! Indicador não definido Algortimos de Chave Simétrica...Erro! Indicador não definido Algoritmos de Chave Pública AssimétricaErro! Indicador não definido IPSec...Erro! Indicador não definido SSH (Secure Shell)...Erro! Indicador não definido SSL (Secure Sockets Layer)...Erro! Indicador não definido. 8 Referência Bibliográficas...Erro! Indicador não definido.

6 1 Propagação 1.1 Conceitos Básicos Os campos elétrico e magnético se propagam em conjunto, não havendo sentido de se falar em ondas elétricas ou ondas magnéticas e sim no fenônemo conjunto que são as ondas eletromagnéticas. As ondas eletromagnéticas não precisam de um meio material para se propagarem. Alguns conceitos importantes: Frente de onda: em uma esfera de raio R em torno da fonte a fase é a mesma em todos os pontos, formando o que se chama frente de onda. Onda plana: para distâncias muito grandes, as superfícies das esferas são muito extensas, podendo ser consideradas planas próximo ao ponto de recepção. Campos possuem valores contantes em um plano transversal à direção de propagação. Polariazação vertical: campo elétrico é perpendicular à superfície da terra. Polariazação horizontal: campo elétrico é paralelo a esta. Terra: meio condutor, de forma aproximadamente esférica, com relevo e vegetação não uniformes e áreas cobertas por construções variadas. Raio da Terra: 6400km. A polarização tem grande importância na propagação: recepção das ondas pelas antenas, reflexão e proteção contra interferência. 1.2 Propagação em Espaço Livre Conceito: as condições de propagação das ondas irradiadas dependem apenas do meio de transmissão. Por isso o procedimento mais adequado é imaginar inicialmente um meio de transmissão ideal (o vácuo) e após conhecido o mecanismo de propagação nessas condições, se analisar as modificações produzidas pelas características do meio real. A propagação que se realiza no vácuo é chamada de propagação em espaço livre. Espaço livre: meio homogêneo, isotrópico e sem perdas. Os principais desvios dessa condição ideal: variações da atmosfera e presença de obstáculos (pode ser o próprio solo). As condições de propagação em espaço livre: Enlaces de distâncias pequenas até 10km. Frequências acima de 2GHz. Regiões em que o relevo tem pouca influência. Atmosfera considerada uniforme. Satisfazer utilizando o valor mínimo de k as seguintes condições: H/R 0,6 para todos os obstáculos. A reflexão deve ser difusa, segundo o critério de Rayleight σ > λ/ (8senα), na zona efetiva de reflexão para um k mínimo. Nessas condições as ondas eletromagnéticas se propagam em linha reta. A energia irradiada percorre o espaço livre entre a estação Tx e Rx.

7 Modo de propagação no espaço livre: TEM (onda eletromagnética transversal), não há componentes de campo elétrico e magnético na direção de propagação da onda, ambos os campos são normais. A ocorrência de reflexões, refrações, difrações e obstruções resultam em condições de propagação diferentes daquelas de espaço livre. A relação E/H, denominada impedância intrínseca do meio (representado por η) é constante em cada ponto do espaço e define um parâmetro característico do meio por onde a onda se propaga. η no vácuo = 120π ohms. St = ExH = E^2/ η E valor eficaz do campo elétrico H valor eficaz do campo magnético St densidade de potência E e H tem suas intensidades inversamente proporcionais à distância e por isso a densidade de potência é inversamente proporcional ao quadrado da distância Atenuação em Espaço Livre A potência recebida é uma parcela daquela irradiada, o restante é dispersa pelo espaço. A energia tende a se espalhar por esferas cada vez com maior diâmetro, e por isto, sofre atenuação. Ou seja ao nos afastarmos da fonte a mesma quantidade de energia é distribuída em uma área maior diminuindo a densidade de potência na região. Essa atenuação da energia recebida, devido exclusivamente à dispersão da potência é chamada de atenuação em espaço livre. Exemplo: uma antena de mesma área, colocada em d e 2d da fonte. A antena em d capta a energia em uma certa área, a mesma antena colocada em 2d irá absorver uma potência 4 vezes menor, pois a área da superfície esférica é proporcional ao quadrado do raio). Conclusão: Há uma atenuação da potência recebida em função da distância proporcional ao quadrado da distância. A antena receptora capta uma parcela da potência existente na frente de onda irradiada. A potência recebida é determinada conhecendo-se a área equivalente de abertura receptora (Aef) Potências transmitidas e recebidas expressas em dbm.

8 Ao (Lo) é a perda no espaço livre. Essa perda se deve ao fato das antenas transmissora e receptora possuírem ganhos finitos, ou seja elas irradiam em todas as direções. Desta forma há potência irradiada em direções para as quais não há ponto de recepção. Com o aumento da frequência e da distância aumenta-se a atenuação, f e d são quadraticamente proporcionais. 1.3 Mecanismos de propagação A propagação tem características definidas pelas propriedades do meio de transmissão (conjunto atmosfera-superfícies terrestre). O meio apresenta propriedades que variam com a frequência da onda irradiada determinando tipos de mecanismos de propagação Composição da Atmosfera A atmosfera é uma camada gasosa que envolve o globo terrestre, sua densidade, composição química e características físicas variam de acordo com a altitude. Ela pode ser subdividida em: b) Troposfera: Da superfície até 11km. Camada mais densa, cuja composição é de 21% O e 78%N. É composta também por dióxido de carbono, vapor d água e precipitações como chuva e neve. Perto da região equatorial a troposfera apresenta bolsões de irregularidades que permite o mecanismo de difusão troposférica. A capa troposférica é maior no equador do que nos pólos por causa do giro da Terra (força centrífuga). Os efeitos da propagação na troposfera são mais significativos para frequências superiores a 3 GHz (Banda C, Ku e Ka). Os principais efeitos são: Atenuação por chuva: principal efeito climático, é função do tamanho da gota, taxa de chuva, ângulo de elevação... Atenuação gasosa, por nuvem ou nevoeiro. Despolarização por chuva ou gelo: afeta principalmente as bandas Ku e Ka, importante efeito quando há dupla polarização. Cintilação Refração c) Estratosfera: Ao = 32,4 + 20log d(km) + 20log f(mhz) Ao = 92, log d(km) + 20 log f (GHz)

9 Entre 11km e 50km. O ar é mais limpo e menos denso. Comportamente muito estável, considerado transparente a propagação. d) Ianosfera: Entre 50 e 400km. Formada por gases muito rarefeitos que se encontram ionizados região ionizada da atmosfera. Pode ser subdividida em subcamadas D,E,F (F1 e F2 durante o dia). Efeitos da propagação na ianosfera são mais significativos para frequências inferiores a 3GHz. O mecanismo de propagação usado é a reflexão e refração ianosférica que é bastante sensível, mas irregular em função das variações da composição da ianosfera. Os principais efeitos são: Cintilação: as regiões mais afetadas são o Equador e polos. Rotação de Faraday (da polarização): problema para polarização linear, mas como o comportamento é normalmente previsível, pode ser compensado por ajuste no ângulo de polarização. Atraso de grupo. Dispersão Mecanismos de Propapagação A resolução das equações de Maxwell é bastante complexa, por isso é conveniente estabelecer modelos que facilitem a solução dos problemas de propagação. Mecanismos de Propagação. a) Absorção: Redução da amplitude da onda causada pela absorção de energia pela matéria ao longo do percurso. Pode causar também despolarização. b) Espalhamento ou Difusão (Scaterring): a energia da onda é dispersa devido à interação com heterogeneidades do meio de propagação. Presença de uma região irregular no espaço, pode gerar um espalhamento da energia ao sair desta região. c) Difração: alteração na direção de propagação devido a um obstáculo (com cume agudo ou suave), uma abertura ou vão, ou outro objeto no meio. Isso ocorre porque o obstáculo deixa passar apenas uma fração da frente de onda e estas sofrem uma deflexão denominada difração.