STC 5. Redes de Informação e Comunicação. Data: 18 de Agosto de 2010 Morada: Rua de São Marcos, 7 C Tel: Fax: Tlm:

Transcrição

1 STC 5 Redes de Informação e Comunicação Data: 18 de Agosto de 2010 Morada: Rua de São Marcos, 7 C Tel: Fax: Tlm:

2 STC 5 Redes de Informação e comunicação

3 STC 5 Redes de informação e comunicação Entender as comunicações rádio em diversos contextos.

4 Trovoada

5 Espectro electromagnético Exercícios

6 Aplicações tecnológicas das ondas electromagnéticas Rádio Televisão Sistemas de comunicação sem fios (telemóveis e comunicação wi-fi) Radares Microondas Fibras ópticas

7 Equipamentos electromagnéticos usados para comunicar Telegrafo eléctrico com fios, ~1840 (Morse) Telecópia (fax), ~1843 (Alexander Bain) Telefone eléctrico com fios, ~1876 (Bell) Telegrafo eléctrico sem fios, ~1894 (Marconi) Radiofonia,~1905 (Reginald Fessenden) Televisão,~1920 (Charles Jenkins, Paul Nipkow) Telefone sem fios (telemóvel), ~1946 Satélites de comunicações, ~1962 Redes de computadores,~1976 Fibras ópticas, ~1980

8 Ondas rádio Estas ondas são emitidas não só pelo sol como também pelas estrelas. Detectam-se facilmente nos radiotelescópios, através de grandes parabólicas receptoras. No entanto, as ondas rádio usadas na transmissão de telefonia e de televisão são produzidas artificialmente. As ondas rádio têm designações diferentes conforme o seu comprimento de onda e frequência.

9 O que são comunicações rádio? As comunicações rádio não consistem em mais do que controlar a frequência de um grupo de electrões. Criando assim uma frequência de emissão que pode ser captada com exactidão por um receptor. Cada estação de rádio, canal de televisão e operador de telemóvel compra assim a sua frequência de emissão para que possa emitir a sua propagação. Exercício

10 O telemóvel Jogo do telefone

11 Como funciona Tal como muitos outros aparelhos do nosso dia-a-dia, um telemóvel é um verdadeiro mistério para a maior parte das pessoas. Na verdade, um telemóvel não é realmente um telefone, mas um aparelho de rádio que funciona de um modo análogo a um rádio amador, ou um CB portátil.

12 A grande diferença está no facto de a banda CB usar apenas uma frequência para falar e para ouvir, o que leva a que quando está alguém a falar o outro lado só pode ouvir e vice-versa. Um telemóvel utiliza duas frequências diferentes: uma para falar e outra para ouvir, permitindo uma conversa normal. Um rádio CB tem 40 canais, um telemóvel comunica através de milhares. No entanto, como os telemóveis funcionam num sistema de células, e um rádio CB transmite directamente para outro aparelho, o rádio tem de ser muito mais forte, apesar de ter um alcance de pouco mais de seis quilómetros.

13 Nas décadas de 70 e 80 foi inventado o sistema de células. Alguém se lembrou, um dia, que as cidades poderiam ser divididas em espaços mais reduzidos, círculos de transmissão chamados células, o que permitia o uso extensivo das frequências em todas as cidades, sem problemas, através da reutilização.

14 Como é que isto acontece? A operadora reparte a área em vários espaços, em várias células, normalmente hexagonais, como num jogo de mesa, criando uma imensa grelha de hexágonos. Em cada célula existe uma estação transmissora, tipicamente, uma antena simples. Cada célula consegue utilizar várias dezenas de canais, o que significa a possibilidade de várias dezenas de pessoas estarem a comunicar ao mesmo tempo em cada célula. Quando uma pessoa se movimenta de uma célula para outra, passa a utilizar a frequência da nova célula, deixando-a livre na célula anterior para ser usada por outra pessoa.

15 Como as distâncias de transmissão não são muito grandes, os telemóveis podem transmitir com pouca energia, logo, com pequenas baterias que permitem um tamanho e um peso reduzido. São portanto, as células, que tornam possíveis os telemóveis como os conhecemos hoje. Daí a expressão: telefones celulares.

16 Processo de passagem entre células (Handoff) Quando uma operadora recebe uma chamada, tentará encontrar o telemóvel ligado a que se destina. Antes do roaming, a operadora chamaria o telefone através de um sinal maciço para todas as células, da região que opera, até encontrar o telefone e diz então ao telemóvel e à estação da célula em que frequência operar. À medida que o telemóvel se aproximar do limite da célula, a estação apercebe-se que o sinal se está a tornar mais fraco, enquanto que a estação da célula seguinte descobre o sinal a tornar-se mais forte. Por fim, o telemóvel recebe a ordem de passar da frequência da primeira célula para outra frequência nacélula seguinte. A esta operação chama-se: o handoff.

17 Os telemóveis são dos aparelhos mais complexos e sofisticados que encontramos no dia-a-dia. Para comprimir e descomprimir sinais digitais codificados, têm de processar milhões de cálculos por segundo. No entanto, como máquina, são compostos apenas de alguns componentes. São estes: um microfone microscópico; um altifalante; um mostrador de cristais ou plasma; um teclado; uma antena; uma bateria; e uma placa de circuitos.

18 O telemóvel tem um microprocessador que processa cálculos a grande velocidade, chamado um DSP, ou «Digital Signal Processor» (Processador Digital de Sinais). Este processador fará toda a compressão e descompressão dos dados à velocidade de 40 MIPS (Milhões de Instruções Por Segundo). O microprocessador trata de todas as tarefas do teclado e do mostrador, lida com os comandos e controla os sinais da estação de base, para além de coordenar as restantes funções. O mais inacreditável de tudo isto é que, há 30 anos, seria necessário um prédio de vários andares para receber aquilo que hoje seguramos na palma da mão.

19 Trabalho de investigação -Elabore um trabalho em grupo sobre o telemóvel, fazendo referência aos prós e contras do mesmo. -Faça referência também à evolução do telemóvel.