TELEFONIA DIGITAL

A comunicação digital começou a ser utilizada pelas companhias telefônicas muito antes da popularização das redes de computadores. A comunicação digital passou a ser objeto de estudo e interesse por causa dos problemas apresentados pelos sistemas telefônicos analógicos em ambientes de longa distância. A telefonia digital permite o tratamento de grande quantidade de conexões de voz a longas distâncias com alta qualidade. (COMER, 2001).

Um sinal de áudio analógico convertido em formato digital é denominado áudio digital. Desta forma, digitalização é o processo de conversão de um sinal analógico em formato digital. Este processo é realizado por um equipamento denominado conversor analógico-digital. O conversor analógico-digital realiza a conversão obtendo amostragens periódicas do sinal analógico e extraindo um número equivalente à sua variação naquele instante de tempo. A Figura 58 apresenta uma representação gráfica deste processo.

o conteúdo a ser transmitido. O receptor desta comunicação de longa distância deve estar configurado de forma a reconhecer o sinal enviado pelo transmissor e reconstruir o conteúdo original enviado.

UNIDADE 3 | GERENCIAMENTO E SEGURANÇA

FIGURA 58 – DIGITALIZAÇÃO DE SINAL

FONTE: Adaptado de: Comer (2001)

Na comunicação digital, o problema da degradação do sinal e a necessidade de amplificadores que resultam na introdução de ruídos são resolvidos através da codificação do sinal de áudio original em formato digital. Este sinal é enviado através de uma rede e na outra extremidade, ao ser recebido, o sinal de áudio é recriado, novamente sendo transformado em um sinal analógico.

Para que o processo de conversão ocorra com a qualidade necessária, segundo o teorema de Nyquist, é necessário que esta amostragem se dê a uma frequência de no mínimo duas vezes a largura de banda do canal por segundo. Através desta amostragem o sinal resultante pode ser completamente reconstruído por um receptor. (SOARES; LEMOS; COLCHER, 1995).

As principais técnicas utilizadas pelos conversores analógico-digital e digital-analógico são PCM (Modulação por Código de Pulso), DPCM (Modulação por Código de Pulso Diferencial) e ADPCM (Modulação por Código de Pulso Diferencial Adaptativo).

Na Modulação por Código de Pulso (Pulse-Code Modulation) as operações realizadas para a conversão analógico-digital são amostragem, quantização e codificação. A Figura 59 demonstra este processo.

TÓPICO 1 | FUNDAMENTOS DO GERENCIAMENTO DE REDES

FIGURA 59 – TÉCNICA DE CONVERSÃO PCM

FONTE: O autor

Além destas operações num sistema PCM são utilizados repetidores regenerativos, os quais têm a função de reconstruir a sequência de pulsos que foram transmitidos de forma codificada. Estes repetidores reduzem os efeitos acumulativos das distorções ocorridas no sinal em função de ruídos ocasionados.

A Modulação por Código de Pulso Diferencial (DPCM) corresponde a uma variação da modulação PCM onde a filtragem do sinal analógico e sua amostragem permanece inalterada. O processo de quantização do modulador é modificado de modo a reduzir a redundância na saída codificada. Isso significa que na modulação DPCM ainda é possível a ocorrência de sinais cujas amostras possuam alta correlação, contudo a quantização destas amostras irá ocorrer de tal forma que a redundância será bastante reduzida. Isso é obtido com a quantização da diferença de amplitude existente entre amostras com valores próximos.

Como esta diferença apresenta uma faixa de variação de amplitude menor em relação às amplitudes das amostras, pode-se utilizar uma quantidade menor de bits na representação. Isso permite reduzir a taxa de bits a serem utilizados pelo conversor analógico-digital.

Em um sistema DPCM é realizada a quantização de um sinal de erro denominado erro de predição, que é a diferença entre a amostragem do sinal de entrada e o sinal estimado por um filtro que realiza a estimativa de comportamento do sinal utilizando como base a combinação linear de um conjunto de amostras anteriores deste mesmo sinal. Isso significa que a técnica permite prever o valor futuro de um sinal com base no comportamento anterior deste mesmo sinal.

Na Modulação por Código de Pulso Diferencial Adaptativo (ADPCM), o passo de quantização varia conforme a amplitude das amostras anteriores. Além

Na modulação por código de pulso as operações realizadas para a conversão analógico-digital são amostragem, quantização e codificação.

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disso, são empregadas as técnicas de quantização e predição adaptativa. O objetivo deste esquema de amostragem é alcançar melhor desempenho em relação aos sistemas PCM e DPCM. O diferencial é a possibilidade de fazer o ajuste dinâmico do preditor linear, conforme ocorre com a variação do sinal de voz. Isto significa que há uma espécie de recálculo dinâmico a cada nova amostra obtida.

3.1.1 Comunicação em telefonia digital

As instalações de telefonia mais importantes utilizadas para a transmissão de dados são as linhas digitais, formadas por sistemas de comunicação digitais complexos cujo objetivo é o transporte de informações em formato digitalizado através de longas distâncias. Existe uma diferenciação entre os sistemas utilizados para o transporte de voz e de dados.

A rede de voz utiliza tecnologia síncrona, pois a comunicação entre duas pessoas deve ser realizada sem que haja retardo ou que o retardo não seja perceptível ou inviabilize a comunicação. Já a maioria das redes de dados utiliza a tecnologia assíncrona, pois em geral determinados momentos de retardo podem ser tolerados neste tipo de transmissão.

Para evitar que ocorram problemas de retardo na comunicação de voz, a telefonia digital transmite informações adicionais junto com os dados digitalizados para garantir sua transmissão contínua. Estas informações adicionais são utilizadas pelo equipamento receptor, o qual garante que os dados sejam recebidos na mesma taxa em que foram enviados.