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Transmissão – Central Características de transmissão do Sistema Telefônico.

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1 Transmissão – Central Características de transmissão do Sistema Telefônico.

2 Termos e Expressões: Linha Balanceada Linha Desbalanceada Tensão longitudinal Tensão transversal O db, o dBm e o dBmO O modelo elétrico da linha Impedância Característica da Linha Interfaces em uma central Medidas e parâmetros importantes

3 Arranjo de entrada em uma central Caminho do sinal Perda de retorno Rede de Balanceamento Perda na rede de balanceamento

4 Linha Balanceada e Desbalanceada Linha Balanceada é aquela que não apresenta condutores referenciados ou ligados a uma referência. Linha desbalanceada é aquela em que um dos seus condutores está referenciado ou ligado diretamente a uma referência. A interligação entre estes dois tipos de linha é feita utilizando um arranjo denominado BALUN.

5 As linha bifilares são um exemplo de linha balanceada O cabo coaxial é um exemplo de linha desbalanceada Os cabos coaxiais, construtivamente são menos susceptíveis a ruído e interferência, e são utilizados para interligar centrais ou central - Rádio (MUX) As linha que interligam aparelhos telefônicos e centrais são linhas balanceadas

6 Tensão longitudinal e transversal O sinal transversal é aquele que aparece entre os dois fios de uma linha, também denominada de diferencial O sinal longitudinal é o que estaria sobre os condutores da linha, com relação a um ponto comum eqüidistante, se uma linha for equilibrada, os sinais longitudinais em relação a este ponto são iguais

7 Temos três circuitos que podem ilustrar o comentado: Este mostra aonde se encontram as terminações:

8 O dB, o dBm e o dBmO. O dB é uma relação entre valores de potência em uma escala logarítmica na base 10.

9 O dBm não é uma relação, é um valor absoluto de potência refereciado a 1mW, por isso do nome dBm. P2 = 1 mW 0 dBm = 1 mW 10 dBm = 10 mW 20 dBm = 100 mW -10 dBm = 100 W -20 dBm = 10 W

10 O dBmO é um valor absoluto de potência refereciado a 1mW, para um sinal de 1020 Hz (para o ponto de 0 dBr). P2 = 1 mW 0 dBm = 1 mW 10 dBm = 10 mW 20 dBm = 100 mW -10 dBm = 100 W -20 dBm = 10 W

11 O dB, o dBm e o dBmO. Podemos expressar a mesma magnitude em dB para tensões no lugar de potência para sistemas de mesma impedância

12 Interfaces elétricas de uma central

13 Interfaces em rede de interconexão (ex.)

14 Carcterísticas das Intefaces Interfaces a dois fios: –Interface Z A interface Z é resposável pela conexão de assinates analógicos transportando sinais de voz, multifrequenciais etc. Adicionalmente a interface Z prove a alimetação DC para os assinantes além de funções de Ring, tarifação etc. –Interface C 2 A interface C 2 é utilizada para interligar duas centrais.

15 Interfaces a quatro fios: –Interface C 1 A interface C 1 interliga de forma analógica duas centrais através de Rx e Tx. Interfaces Digitais –Interface A A interface A opera a taxas de 1544 kbit/s ou 2048 kbit/s e é utilizada para interligar duas centrais. –Interface B A interface A opera a taxas de 6312 kbit/s ou 8448 kbit/s e é utilizada para interligar duas centrais.

16 Interfaces Digitais –Interfaces do tipo V A interfaces destinadas ao acesso de assinantes digitais: –Os assinantes RDSI (ISDN) são ligados através de uma interface tipo V.

17 Parâmetros de voz em uma central Perda de transmissão através da central; Atraso de Grupo; Ruído e distorção total; –Ruído ponderado; –Distorção total incluindo distorção de quantização; Crosstalk = Diafonia; Eco e estabilidade; Espúrios fora de faixa;

18 Exemplo Medidas em interface Z The transmission properties of the hybrid are specified by the following parameters: –2-wire impedance connected to the 2-wire port of the hybridZ 2 –input impedance at the port (2) of the hybridZ T –balance impedance at the port (B)Z B –matched loss between ports (R) and (2)L R –matched loss between ports (2) and (T)L T –balance return lossL br

19 Os teste são os seguintes: –Medidas a 2 fios: Perda de Retorno; Perda de Conversão Longitudiunal; –Medidas a 4 fios: Perda total do caminho; Perda de retorno por desbalanceamento de terminal; Linearidade (variação do ganho com o nível de entrada); Variação do ganho com a freqüência; Distorção Total; Ruído de canal em repouso; Variação de ganho em curta duração

20 Perda de retorno (Return Loss RL): –Esta medida tem como objetivo determinar o descasamento da entrada da placa com a linha (que normalmente, é pré definida pela operadora local, denominada de impedância de entrada). –Para o Brasil, esta impedância é definida como 900 –O valor medido corresponde ao valor em dB do inverso do coeficiente de reflexão: onde: Zx - Impedância medida na entrada da placa; Zin - Impedância de entrada definida pela operadora;

21 Perda de retorno (Return Loss RL): –Os valores limites para esta medida para o ITU-T (que é mesmo adotado no Brasil) são mostrados abaixo: Valores mínimos aceitáveis para perda de retorno (ITU-T Q552).

22 Perda de conversão longitudinal (Longitudinal Conversion Loss, LCL): –Esta medida objetiva determinar o desbalanceamento dos fios a e b em relação a terra, ou seja, verifica se os fios a e b apresentam exatamente o mesmo comportamento (impedância) em relação a terra, esta medida pode ser feita da seguinte maneira, O valor de Zr (impedância de referência) valor adotado para ser a impedância da linha nas medidas, é definida pelas operadoras, no Brasil adota-se 900.

23 Perda de conversão longitudinal (Longitudinal Conversion Loss, LCL): –Os valores limites para esta medida para o ITU-T (que é mesmo adotado no Brasil) são mostrados abaixo: Valores mínimos aceitáveis para perda de conversão longitudinal, LCL (ITU-T Q552).

24 Perda total do caminho (Overall loss): –Esta medida quantifica o valor da atenuação entre o sinal na entrada (lado digital ou analógico) e uma saída (lado analógico ou digital) desta forma temos duas medidas sendo executadas, uma AD e outra DA. –Na medida AD, o um sinal de -10 dBm em 1020 Hz, analógico é injetado no lado A, e medido no lado D. O valor desta medida deve ser igual ao valor injetado menos a atenuação programada de A para D (Li), ganho de TX (T). –Na medida DA, o um sinal de -10 dBm em 1020 Hz, é gerado de forma digital, e injetado no lado D, e medido no lado A (sinal analógico). O valor desta medida deve ser igual ao valor injetado menos a atenuação programada de D para A (Lo), ganho de RX (R). –Tanto para medida AD quanto DA, temos o assinante em estado ativo ("loop") e com impedância no lado analógico igual a impedância de referência, no Brasil 900. –Desta forma teremos um valor próximo de zero. –A tolerância deste valor medido é de -0,3 a +0,7 dB para valores de entrada (Li) e -0,7 dB a +0,3 dB para valores de saída (Lo).

25 Perda total do caminho (Overall loss): –Como na figura abaixo: Arranjo da conexão de 2 para 4 fios lado Analógico e Digital (ITU-T G100).

26 Perda de retorno por desbalanceamento do terminal (TBRL - Terminal balance return loss): –Esta medida quantifica o desbalanceamento da híbrida de assinante, ou seja, mostra quanto do sinal de TX (no lado digital) é acoplado para RX (também do lado digital) desconsiderando as atenuações entre AD e DA, mas somente a diferença entre o valor de impedância de balanceamento interna e a impedância externa que foi programada. Arranjo esquemático para TBRL (ITU-T Q552).

27 A impedância externa de balaceamento (Zt) no Brasil é de 800 em paralelo com um capacitor de 50 nF, para linhas normais, para linhas "pupinizadas" este valor passa para 1650 em paralelo com 5 nF. O valor de Po e Pi correspondem aos valores programados para os ganhos de TX RX, (Lo e Li), como visto no item anterior. A medida do TBRL é a relação entre os sinais Ti e To, desconsiderando os valores de Po e Pi, esta medida pode ser feita de três modos: Os valores limites para esta medida para o ITU-T são os mesmos que os adotados no Brasil, e são mostrados abaixo: Valores mínimos aceitáveis para TBRL (ITU-T Q552).

28 Linearidade, variação do ganho com o nível de entrada (Variation of gain with input level): Esta medida mostra como se comporta o ganho do sistema que está sendo medido em função do nível de sinal na entrada, este teste é feito com um sinal de entrada de 1020 Hz, variando de -55 dBm a + 3 dBm. Este ensaio é feito injetando o sinal no lado a 2 fios analógico e medido no lado digital (AD) e também injetando o sinal sintetizado, no lado digital e medindo no lado analógico (DA), estes valores de ganho são comparados com o obtido com -10 dBm a 1020 Hz e não podem diferir mais do que é mostrado no gráfico, abaixo: Tanto para medida AD quanto DA, temos o assinante em estado ativo ("loop") e com impedância no lado analógico igual a impedância de referência, no Brasil 900. São válidos para medidas AD e DA Valores limites para variação do ganho com sinal de entrada (ITU-T Q552).

29 Variação do ganho com a freqüência do sinal de entrada (Loss distortion with frequency): –Esta medida mostra como se comporta o ganho do sistema que está sendo medido em função da freqüência do sinal na entrada, este teste é feito com um sinal de entrada de -10 dBm, variando de 200Hz a 3600 Hz. –Este ensaio é feito injetando o sinal no lado a 2 fios analógico e medido no lado digital (AD) e também injetando o sinal sintetizado, no lado digital e medindo no lado analógico (DA), estes valores de ganho são comparados com o obtido com -10 dBm a 1020 Hz e não podem diferir mais do que é mostrado no gráfico, abaixo: –Tanto para medida AD quanto DA, temos o assinante em estado ativo ("loop") e com impedância no lado analógico igual a impedância de referência, no Brasil 900. –A conexão de entrada (input connection) corresponde as medidas feitas com o sinal injetado no lado analógico e medido no lado digital (AD) –A conexão de saída (output connection) representa os limites para a medida (DA) sinal sintetizado injetado no lado digital e medido no lado analógico.

30 Valores limites para variação do ganho com a freqüência (ITU-T Q552).

31 Distorção total (Total Distortion): –Esta medida inclui a distorção devido a quantização. –O que é medido neste item é a relação entre a potência do sinal aplicado e a potência do sinal gerado devido a distorção, logo quanto maior este valor menor será a distorção total, idealmente será infinito. –A medida é feita tanto para sinal injetado na lado analógico e medido no lado digital (AD) quanto (DA). –O sinal injetado é de 1020 Hz e apresenta o seu nível variando entre - 55 dBm e + 3 dBm. Para estes valores na entrada, a distorção total deve estar acima dos limites mostrados na figura a seguir:

32 Tanto para medida AD quanto DA, temos o assinante em estado ativo ("loop") e com impedância no lado analógico igual a impedância de referência, no Brasil 900. A conexão de entrada (input connection) corresponde as medidas feitas com o sinal injetado no lado analógico e medido no lado digital (AD) A conexão de saída (output connection) representa os limites para a medida (DA) sinal sintetizado injetado no lado digital e medido no lado analógico

33 Ruído de canal em repouso (Idle channel noise): –O objetivo desta medida é quantificar o ruído em um canal estabelecido, logo, com lado analógico em "loop" e com impedância de terminação igual a de referência, no Brasil 900. –O valor de ruído é medido para toda a faixa de áudio de telefonia, para isso utilizamos como limites os valores de 16,66 Hz e 6 kHz (ITU-T O.41) –Como o ouvido humano não responde de forma homogênea para toda a faixa, o valor de ruído é ponderado, para que a resposta seja compatível como ouvido, esta curva de ponderação é denominada Psofométrica (para os E.U.A. a curva de ponderação é outra, denominada C-Message). –O medidor integra o valor R.M.S. do ruído para toda a faixa em questão, e referencia em dB a 1 mW, este valor é designado dBmp. Para os E.U.A., a referência é feita para 1 pW, e o valor designado por dBrnC. –As curvas são mostradas a seguir:

34 A medida de ruído de canal em repouso é feito tanto AD quanto DA, na medida AD, o lado analógico é mantido sem sinal com a conexão estabelecida. A medida DA é feita com o gerador digital fornecendo um sinal de silêncio (quiet code), que corresponde a -0 e +0 em binário (variando de forma randômica/periódica). O valor de ruído é medido pelo receptor no lado analógico. Estes sinais resultantes devem ficar abaixo de: Para medida AD : < - 67 dBm Para medida DA : < - 70 dBm Estes valores são definidos na recomendação ITU-T G.712 e são adotados no Brasil.

35 Arranjo de medida prático

36 Modelo Elétrico da Linha. É um modelo construido de elementos concentrados a partir das características elétricas distribuidas da linha, para uma linha infinitesimal: C = [F/m] R = [ /m] L = [H/m] G = [S/m] Parâmetros Primários da L.T.

37 Modelo Elétrico Equivalente. Este modelo élétrico só tem validade infinitesimal. dz R.dzL.dz C.dz G.dz V V+dV

38 Formulação. Para linha de assinante que é uma linha bifilar balanceada, as fórmulas que relacionam as características físicas com elétricas são:

39 Condutância e Resistência. A fórmula da condutância é obtida a partir da capacitância: C = w.tg.C A fórmula da resistência é função da freqüência e para corrente contínua, vale:

40 Resistência altas freqüências. Para sinal variável no tempo, temos duas formulações, uma simplificada, para altas freqüências: Esta formulação só é valida para q > 10 Por exemplo a = 0,2 mm e f = 1020 Hz Condutores de Cobre q = 0,136

41 Resistência Genérica. Se q < 10, temos que utilizar a formulação completa, e considerar a indutância interna: Por exemplo a = 0,2 mm e q = 10 Condutores de Cobre, f = 5,6 MHz

42 As funções ber(q), bei(q) e suas derivadas são as funções de Bessel:

43 Como a freqüência é muito baixa, temos que os valores são muito próximos aos DC.

44 Valores são muito próximos aos DC, até uma extensa faixa de freqüência.

45 Impedância e atenuação Resolvendo o circuito infinitesimas, temos: A tensão e a corrente se relacionam entre sí por Zo, e variam seu valor em z segundo :

46 Cálculo dos Parâmetros Primários Valores obtidos para f = 1020 Hz, cabo de 0,2 mm de raio, espaçamento de 0,8 mm de centro a centro.

47 Impedância e atenuação Valores obtidos para f = 1020 Hz, cabo de 0,2 mm de raio, espaçamento de 0,8 mm de centro a centro.

48 Impedância devido ao Aparelho Valores obtidos para f = 1020 Hz, cabo de 0,2 mm de raio, espaçamento de 0,8 mm de centro a centro.

49 Impedância em função da distância para valores até 5 km, módulo:

50 Impedância em função da distância para valores até 5 km, fase:

51 A Função Híbrida. Híbrida é o elemento que tem como função transformar o sinal bidirecional em 2 fios em Rx e Tx em 4 fios, o símbolo é:

52 A principal função da híbrida é evitar que o sinal de Tx que chega, seja acoplada ao sinal Rx que saí:

53 Para que isto seja possível, a impedândia de balanceamento deve ser calculada para, evitar o descasamento, no Brasil, recomenda-se: Rs Rp C Zbc

54 Os valores das componentes são especificados, pela TELEBRÁS, segundo o tipo de linha de assinante


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