Projeto de Redes Metálicas e Ópticas (diário 2011-1)
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Professor da disciplina Saul Silva Caetano
Plano de ensino [[[1]]]
14/02/2011 - Apresentação da disciplina
- Assuntos que serão estudados (cabeamento estruturado, rede de distribuição de telefonia fixa, rede de CATV, perturbações metálicas)
- Forma de avaliação (Projeto de cabeamento estruturado, projeto de rede de distribuição telefônica, testes escritos)
- Plano de ensino, Bibliografia de referencia (vide link acima)
Visão geral dos meios de transmissão
- par trançado - usado em redes de distribuição telefônica e no cabeamento estruturado;
- cabo coaxial - usado na ligação entre equipamentos de telecomunicações, na ligação de transmissores às antenas, na rede de distribuição
de CATV;
- fibra óptica - usada na rede de transmissão de telefonia, no backbone dos sistemas de telecomunicações, nas redes de distribuição
de telefonia e CATV, em alguns cabeamentos estruturados.
- guia de onda - usado na ligação entre transmissores às antenas em sistemas acima de 2 GHz.
15/02/2011 - Instalação de entrada (facilidades de entrada) do cabeamento estruturado
- definição;
- componentes;
- atividade prática envolvendo código de cores e blocos de conexões;
- proteção contra sobretensão (centelhadores).
21/02/2011 - Armário Principal e área de trabalho
- definição;
- tipos e componentes - patch panel, blocos 110, cabos (UTP, fibra), organizadores, armários (fechados, de coluna, na parede ...),
equipamentos centrais (central telefônica, sevidores de rede, centrais de segurança, ...), equipamentos que fazem a interface rede
externa - rede interna (modens, conversores eletro-ópticos, ...)
- atividade prática envolvendo patch panel, bloco 110 e área de trabalho.
28/02/2011 - Seções do cabeamento estruturado
- Instalação de entrada, cabeamento principal, armário principal, armário intermediário, armário secundário, cabeamento secundário, área de
trabalho
- Prática com conector RJ45.
- Especificações para elementos de proteção contra sobretensão (tensão de disruptura, tensão residual, corrente de descarga, resistência de
isolamento, vida útil)
- artigo sobre supressores de sobretensão [[[2]]]
- apresentação de uma instalação de cabeamento estruturado.
01/03/2011 - Normas e padrões do cabeamento estruturado, largura de faixa e taxa de transmissão de sinais
- Normas e padrões
- conjunto de normas EIA/TIA TIA
- padrão ISO 11801
- padrões europeus (EN 50173 e EN50167/8/9)
- norma brasileira ABNT - NBR 14565
- Largura de faixa de sinais (Voz, vídeo e IEEE 802.3)
- Taxa de transmissão redes IEEE 802.3, códigos de linha e larguras de faixa necessárias para transmitir os sinais.
10/03/2011 - Largura de faixa, taxa de transmissão de sinais e linhas de transmissão, teoremas de Nyquist e Shannon
- Taxas de transmissão. largura de faixa e códigos de linhas das redes IEEE 802.3 ("ETHERNET")
- Meios de transmissão e suas larguras de faixas típicas.
par trançado
linhas telefônicas - "foto" comparativa de uma rua de New York entre os anos de 1890 e 1910
cabo coaxial
fibra óptica
- Teorema de Nyquist
- Teorema de Shannon
14/03/2011 - Uso dos meios de transmissão e suas larguras de faixa (BW)
- Cabo coaxial - CATV e ligação de transmissores às antenas dos sistemas de radio, tv e telefonia celular.
tabela com faixas de frequências utilizadas por diversos serviços de telecomunicações.
visão geral do sistema de TV a cabo, ver no slide 9 a faixa de frequência utilizada para transmissão.
- Par trançado
catálogo cabo categoria 5e e categoria 6a - verificar tabela de atenuação que compara os valores do cabo com os determinados.
pela norma TIA 568
especificações técnicas cabo telefônico - verificar dados sobre atenuação e a formação dos grupos e super-grupos.
panorama geral das tecnologias xDSL, ver no slide 20 as faixas de frequências utilizadas pelas diferentes tecnologias xDSL
(VDSL2 utiliza a faixa entre 10 KHz e 30 MHz).
- Exercícios Nyquist e Shannon.
- Distâncias de canal e link permanente do cabeamento secundário.
- Ponto de consolidação do cabeamento secundário.
21/03/2011 - prática de instalação do cabeamento estruturado
- organização das equipes, descrição das atividades, inicio das instalações dos armários
22/03/2011 - prática de instalação do cabeamento estruturado
- instalação dos armários e das áreas de trabalho, identificação
28/03/2011 - prática de instalação do cabeamento estruturado
- teste de continuidade, simulação de ligação de equipamentos.
04/04/2011 - revisão de conceitos e exemplo de planta baixa do projeto de cabeamento.
- revisão conceitos básicos do cabeamento estruturado, Nyquist e Shannon.
- exemplo de representação em planta baixa do cabeamento estruturado (armários, tomadas, eletrodutos, cabos).
05/04/2011 - avaliação conceitos básicos do cabeamento estruturado, Nyquist e Shannon
11/04/2011 - correção da avaliação, planta baixa, início do projeto.
- continuação do exemplo da representação em planta baixa do cabeamento estruturado
- formalização do início do projeto
primeira etapa - fazer a distribuição das tomadas nas áreas de trabalho considerando:
a) área de trabalho de 6 m2.
b) em cada sala e nas áreas comuns, prever a colocação de pelo menos um sensor de segurança.
c) em cada sala prever a instalação de um "hotspot" (ponto de acesso para rede sem fio).
d) nas portas prever pontos de telecom para instalação de interfone e controle da fechadura à distância.
e) cada sala comercial terá seu armário de telecomunicações.
f) O armário de telecomunicações principal ficará no piso térreo em área comum ou em uma sala do proprietário do edifício.
g) No primeiro andar será instalado um armário intermediário em área comum. Todos as ligações entre os armários de telecom
do primeiro andar e o armário principal terá que passar pelo armário intermediário.
h) Dimensionar a quantidade de linhas externas necessárias para atender o edifício.
entrega da primeira versão da primeira etapa dia 25/04/2011
- definição dos horários de atendimento para correção da primeira etapa (semana de 25 - 29 de abril)
18/04/2011 - perturbações em linhas de transmissão - atenuação
- representação dos códigos das tomadas nas plantas do projeto de cabeamento estruturado.
- definição de atenuação.
- causas da atenuação em linhas de transmissão (resistência dos condutores, irradiação de potência, efeitos capacitivos e indutivos).
- cálculo de atenuação em linhas de transmissão.
- critérios de atenuação mínima e máxima de um enlace.
- cálculo de relação sinal ruído e avaliação de sensibilidade e faixa dinâmica dos receptores.
19/04/2011 - perturbações em linhas de transmissão - atenuação
- revisão dos conceitos e parâmetros referentes a atenuação em um enlace de transmissão.
- cálculo de atenuação em enlaces, verificação da conformidade do enlace com o tipo de receptor e o nível de ruído.
- projeto de linha de assinante de telefonia por atenuação
- equivalentes de referência.
- definição das bitolas dos condutores da linha de assinante, considerando a atenuação e a opção mais econômica.
25/04/2011 - perturbações em linhas de transmissão - atenuação e atraso
- projetos de linha de assinante de telefonia por atenuação.
- variação da atenuação com a frequência.
- considerações sobre atenuação em enlaces para xDSL.
- cálculo de atenuação considerando as frequências mais elevadas do ADSL. Valores de atenuação em enlaces ADSL típicos
- considerações sobre a diferença de atenuação com a frequência em cabos UTP categoria 6.
- uso da multiplexação em frequência para melhor aproveitamento da banda passante do meio.
- distorção de atenuação - o sinal muda de forma devido a atenuação das frequências mais elevadas.
- atraso e atraso de grupo.
02/05/2011 - perturbações em linhas de transmissão - atraso, dispersão, ruído
- atraso e atraso de grupo.
- dispersão - espalhamento da potência do sinal no tempo devido a diferença de velocidade das componentes frequências do sinal transmitido.
- interferência inter-simbólica - em função da dispersão a potência de um símbolo "invade" o "espaço" de outro símbolo podendo causar
perda de informação.
- ruído
- classificação em função da fonte
- ruído interno - fonte pertencente ao sistema de telecomunicações (Ex: ruído térmico, ruído de partição)
- ruído externo - fonte externa ao sistema de telecomunicações (Ex: indução electromagnética provocada por descargas atmosféricas,
circuitos chaveados, motores de indução ...)
- classificação em função do tempo
- ruído contínuo - esta sempre presente na transmissão.
- ruído impulsivo - ocorre aleatoriamente e tem curta duração.
- classificação em função da frequência
- ruído branco - apresenta componentes em todo o espectro de frequência (Ex: ruído térmico - densidade de potência média igual em
todo o espectro de transmissão.)
- ruído colorido - apresenta apenas algumas componentes frequências (Ex: ruído provocado pela rede elétrica, ruído de 60 Hz)
- diafonia - transferência de parcela de potência do sinal transmitido de linha de transmissão para outra quando estas est"ao no mesmo
cabo
- o trançamento dos pares tem por finalidade diminuir a diafonia, cancelando a indução do sinal, no par interferido, em
trechos subsequentes.
- paradiafonia - diafonia analisada na terminação das linhas que estão no mesmo terminal (NEXT)
- telediafonia - diafonia analisada nas terminações das linhas que estão em terminais distantes (FEXT)
- linhas balanceadas e desbalanceadas
- balanceamento da linha de transmissão em relação ao terra para diminuir o efeito do ruído provocado por indução
eletromagnética.
- na linha balanceada cada condutor apresenta uma tensão em relação ao terra do circuito. O condutor apresenta tensão Va.
o condutor b tensão Vb, sendo que Va= -Vb.
- o cabo coaxial é uma linha desbalanceada, pois sua malha externa esta sempre vinculada ao terra do circuito, aterrada.
Neste cabo a diminuição do ruído externo é provocada pela blindagem elétrica que a malha externa fornece.
- projeto de cabeamento estruturado
- entrega da primeira etapa corrigida
- definição dos itens que devem compor e do dia de entrega da segunda etapa:
- data de entrega: 16/05/2011.
- itens que devem compor a segunda etapa: plantas baixas e simbologia corrigidas; diagrama do cabeamento principal; vista
frontal do armário principal, do intermediário e de um dos secundários.
08/05/2011 perturbações em linhas de transmissão - ruído térmico
- ruído térmico, AWGN, Jhonson
- distribuição gaussiana de sua amplitude.
- potência do ruído térmico - No = KToW
- definição de figura de ruído - relação entre a SNRout e SNRin de um dispositivo.
-
- padrão de referência - ruído térmico medido a temperatura de 290 Kelvin (proposto por Friis)
- potência de referência em W/Hz - No = -204 dBw/Hz
- temperatura equivalente de ruído (Tr) - é a temperatura necessária para que o ruído observado no dispositivo seja
considerado apenas térmico.
- relação entre Tr e F
- , onde To = 290 K
- Referências bibliográficas:
CESAR, J. Princípios de telecomuicações, Érica, São Paulo, 2004
SKLAR, B. Digital communications fundamentals and apllications, 2a ed., Prentice Hall PTR, New Jersey,
09/05/2011 perturbações em linhas de transmissão - ruído térmico e reflexão
- exercícios e revisão dos conceitos de ruído térmico, figura de ruído e temperatura equivalente de ruído.
- parâmetros concentrados x parâmetros distribuídos.
- parâmetros concentrados utilizados quando as dimensões do circuito elétrico são maiores do que o comprimento de onda.
- parâmetros distribuídos utilizados quando as dimensões do circuito elétrico são iguias ou superiores ao comprimento de onda.
- sinal transmitido na linha enquanto uma onda eletromagnética.
- reflexão da onda
- a linha de transmissão possui uma impedância característica (Zo) definida pela relação entre a tensão e a corrente considerando
a linha como infinita.
- linhas de transmissão terminadas em impedâncias de carga (Zl) diferentes de Zo causam a reflexão da onda incidente. A onda "vê" na
mudança de impedância uma mudança de meio, parte da potência da onda é direcionada para a carga e parte retorna para o gerador.
16/05/2011 perturbações em linhas de transmissão - reflexão
- impedância característica.
- coeficiente de reflexão de tensão e de corrente - indica a quantidade de tensão e corrente refletida e a sua defasagem em relação as
tensões e correntes incidentes.
- calculando pela relação entre as impedâncias de carga (Zl) e de linha (Zo)
- a onde de corrente refletida esta sempre 90 graus defasada da onda de tensão refletida.
- linha em aberto e linha em curto
- potência refletida - pode ser calculada a partir do coeficiente de reflexão.
- onda estacionária - produzida pela interferência entre duas onda com mesma frequência, amplitude e direção, porém com sentidos opostos.
- exemplo de onda estacionária
- relação de onda estacionária (SWR)- relação entre valores de tensão máxima e mínima adjacentes da linha.
- perda de retorno - atenuação do sinal na linha considerando a potência de entrada como a potência entregue pelo gerador à carga e a
a potência de saída a potência de retorno no gerador.
- verificação do descasamento de impedância: medida de SWR e perda de retorno.
- exercícios sobre linha descasa.
- problemas provocados pelo descasamento de impedância:
eco
queima de equipamentos (amplificadores) em ligações entre transmissores e antenas de alta potência
níveis de tensão e corrente mais elevados em alguns pontos da linha devido a formação de onda estacionária (necessidade de linhas com
isoladores melhores)
consumo de potência maior na linha de transmissão, devido a potência de retorno.
23/05/2011 perturbações em linhas de transmissão - Revisão
- aula de revisão com resolução de exercícios e discussão dos assuntos estudados.
- segunda devolução do projeto para os estudantes.
24/05/2011 avaliação perturbações em linhas de transmissão
30/05/2011 correção da avaliação e encaminhamento da terceira etapa do projeto
- revisão da avaliação
- avaliação de recuperação marcada para dia 6/6/2011
- comentários sobre a forma de organizar a lista de material do projeto de cabeamento estruturado.
- data para entrega da terceira etapa do cabeamento estruturado 13/6/2011
6/06/2011 primeira recuperação sobre perturbações em linhas de transmissão
13/06/2011 reflexão de sinal e correção da avaliação de recuperação
- experimento de verificação da reflexão do pulso num cabo coaxial e numa linha de telefonia.
- verificação da reflexão com a linha em aberto e em curto, mostrando a inversão de polaridade do pulso refletido de
um caso para outro.
- medição do tempo de propagação, ida e volta do pulso T
- cálculo da velocidade de propagação do sinal no cabo, (medição do cabo e cálculo de V= d/(T/2)
- cálculo da perda de retorno e da atenuação do cabo.
- verificação do comportamento da linha com a colocação de uma resistência de carga igual a impedância da linha.
- verificação do comportamento do pulso refletido em função da variação da impedância de carga. (uso de um potenciômetro)
- repetição do experimento para um par trançado.
- correção da avaliação de recuperação sobre perturbações em meios metálicos.
14/06/2011 término da correção da avaliação e certificação do cabeamento estruturado
- resolução da última questão da avaliação.
- terceira e última avaliação marcada para dia 16/06 às 18h00 na sala 12.
- entrega por parte dos alunos do projeto completo.
- certificação do cabeamento estruturado - verificação da conformidade dos parâmetros elétricos da instalação com os parâmetros
da categoria correspondente.
- teste de pinagem
- teste de distância
- teste de atraso
- teste de atenuação
- teste de NEXT
- cálculo de PSNEXT
- teste de ELFEXT
- cálculo de PSELFEXT
- teste de perda de retorno
- teste de dispersão entre os pares
- cálculo da relação NEXT ATENUAÇÃO (ACR)
- uso do certificador e verificação dos resultados de um cabeamento instalado.
16/06/2011 segunda e última recuperação sobre perturbações em meios metálicos
20/06/2011 semana de telecomunicações
27/06/2011 Power Over Ethernet e visão geral do sistema telefônico
- revisão sobre certificação
- Power Over Ethernet - transmissão de energia nos cabos UTP de quatro pares, dentro de uma estrutura de cabeamento estruturado.
- Definida pelos padrões IEE 802.3af e revista pelo padrão IEEE 802.3at.
- Elementos do POE:
PSE - Equipamento fonte (ex: switch no modo end-span e patch panel no modo mid-span)
PD - equipamento energizado pelo PSE (ex: câmera, access point, telefone IP)
- End-span - a fonte é um equipamento ativo e está no dos extremos da enlace.
- Mid-span - a fonte é um elemento de conexão que está entre os extremos do enlace.
- texto na wikipedia sobre POE
- circuito integrado para implementar o PSE
- circuito integrado para implementar o PD
- patch panel POE
- switch POE
- camera POE
- Sistema telefonico visão geral:
- Pode ser subdividido em distribuição, comutação e transmissão.
- Transmissão - formas de comunicação, conexão entre as centrais.
- Comutação - sistema que permite a interligação entre os circuitos do assinante A e o assinante B.
- Distribuição - rede primária e secundária que distribuem as linhas telefonicas entre a central e os assinantes.
28/06/2011 rede telefônica
- DG com blocos IDC - mapas das plantas da rede de distribuição telefônica: - mapa chave. - mapa de demanda. - rede aérea. - esquemático do subterrâneo. - mapa da tubulação subterrânea. - mapa chave do subterrâneo. - exercício de distribuição dos pares na rede aérea.
04/06/2011 rede telefônica
- exercício de distribuição dos pares na rede aérea.
- secões de serviço
- exercício de rede aérea.
11/06/2011 rede telefônica
- exercício sobre o esquemático do subterrâneo.
- visão geral da rede de CATV
12/06/2011 recuperação
- recuperação conceitos do cabeamento estruturado.