Ivan R. S. Casella
Ano 01 N
o01 - Out/2008
Para que e para quem se destina esse Boletim
Esse boletim foi criado para divulgar as atividades acadêmicas e de pesquisa do grupo de docentes do curso de Engenharia de Informação da Universidade Federal do ABC (UFABC).
Como se trata de um curso inédito no Brasil, esse boletim servirá adicionalmente para apresentar, aos alunos da UFABC, qual a motivação para a criação do curso de Engenharia de Informação, quais as áreas de conhecimento que o curso irá abordar, quais as principais disciplinas que serão oferecidas e quais as atividades profissionais que poderão ser desenvolvidas a partir da formação acadêmica adquirida.
Introdução a um Novo Cenário Tecnológico
Nas últimas décadas, o mundo tem presenciado grandes avanços nas áreas de telecomunicações, redes de computadores e processamento multimídia. Nesse novo cenário a Informação, essência do conhecimento, é o novo paradigma a ser conquistado.
Os adventos da comunicação celular móvel, das redes de computadores sem fio e da Internet mudaram e vêm mudando os hábitos de toda a sociedade. A comunicação sem fio ofereceu conexão sem fronteiras; com o acesso de rádio móvel é possível estabelecer comunicação caminhando, dentro de veículos, ou em qualquer lugar que o sistema assim o permitir. A Internet proporcionou um caminho acessível para conectar o mundo. O crescente interesse por esse caminho de comunicação global trouxe avanços nunca antes imaginados na interface homem-máquina, nos recursos multimídia oferecidos, na capacidade do comércio eletrônico, na velocidade de acesso e principalmente na forma de comunicação à distância.
Evolução dos Sistemas de Comunicação
Para atender a nova demanda de serviços de alta velocidade, os sistemas de comunicação evoluíram de sistemas de banda estreita (Narrowband) para sistemas de banda larga (Wideband), como mostrado na Fig.1.
Fig.1 – Sistemas de Banda Larga
Convergência de Serviços
Os grandes avanços tecnológicos aplicados aos novos sistemas de comunicação permitiram que seja oferecida uma grande gama de serviços diversificados num único framework (Fig.2). Hoje, um aparelho celular não é apenas um dispositivo de comunicação de voz, ele permite fotografar imagens, reproduzir músicas, enviar emails, acessar a Internet etc.
O que é a Engenharia de Informação?
A crescente utilização e importância do computador e da Internet nas nossas vidas, os avanços na comunicação móvel, a dependência cada vez maior por informação com mobilidade, o anseio por novos serviços e aplicações multimídia, os grandes avanços tecnológicos, a oferta de novos dispositivos e serviços a preços mais acessíveis, aliados a crescente velocidade com que a tecnologia evolui, vêm motivando a criação de uma nova proposta de curso de engenharia para atender a esses novos requisitos, a Engenharia da Informação.
A Engenharia de Informação na UFABC
A Engenharia de Informação é a área da engenharia responsável por fornecer subsídio nesse novo cenário evolutivo de convergência entre as áreas de telecomunicações, redes de computadores e processamento multimídia.
O curso de Engenharia de Informação da UFABC é um curso bastante interdisciplinar que tem por objetivo atuar com excelência na formação de seus alunos de modo a fornecer um forte embasamento técnico-científico aliado ao aperfeiçoamento da criatividade e da capacidade de adaptação, fornecendo subsídios para o processo de análise, projeto, implantação e evolução desse novo cenário de convergência.
O engenheiro de informação será o profissional com sólido conhecimento cientifico e tecnológico associado ao desenvolvimento da criatividade e a capacidade de se adaptar a novos desafios tecnológicos no projeto, análise, desenvolvimento ou implantação de serviços ou sistemas responsáveis pela geração, processamento, transmissão, recepção, apresentação, armazenamento e segurança da informação através de todos os diferentes tipos de redes de comunicação globais.
Nesse contexto, o engenheiro de informação é capaz de atuar com excelência no processo de convergência entre as áreas de telecomunicações, redes de computadores e processamento multimídia na busca pela comunicação universal
As Principais Áreas de Estudo
A formação acadêmica oferecida pelo curso Engenharia de Informação permite ao aluno cruzar a fronteira de conhecimento de diversas áreas relacionadas à Informação.
A seguir, são apresentados alguns exemplos das áreas de conhecimento exploradas na Engenharia de Informação.
Sistemas de Transmissão de Áudio
Uma das áreas de interesse do curso de engenharia de informação envolve os sistemas de transmissão analógica de sinais de áudio (voz e música) que utilizam modulações analógicas (Fig.3), como o AM (Amplitude Modulation) e o FM (Frequency Modulation).
Fig.3 – Sistemas Analógicos de Áudio
Outra área de grande interesse são os sistemas digitais de áudio (Fig.4), como os sistemas PCM (Pulse Code Modulation), de CD (Compact Disc) e de MP3 (MPEG1 Audio Layer 3).
Fig.4 – Sistemas Digitais de Áudio
Sistemas de Transmissão de Vídeo
Uma área bastante atual, que será tratada na engenharia de informação, são os sistemas de TV digital (Fig.5), como o padrão ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial) adotado pelo Brasil.
Fig.5 – Sistemas Analógicos e Digitais de Vídeo
Redes Wireless
Uma das áreas tecnológicas que mais se desenvolveu nos últimos anos é a comunicação sem fio (Fig.6). Neste contexto, a engenharia de informação irá oferecer diversas disciplinas que irão permitir ao aluno ter um amplo conhecimento dessa área de conhecimento.
Fig.6 – Sistemas Sem Fio (Wireless)
As redes de computadores sem fio, como as redes WiFi (Fig.7), que operam em distâncias de até centenas de metros e taxas da ordem de dezenas de Megabytes por segundo, e as redes WIMAX (Fig. 8), que operam em distâncias da ordem de dezenas de quilômetros e taxas de dezenas de Megabytes por segundo, estão sendo cada vez mais utilizadas e necessitando de estudos avançados para melhorar os aspectos de segurança, confiabilidade, qualidade de serviço (QoS) e aumento de taxa e área de cobertura.
Assim, neste contexto, serão oferecidas algumas disciplinas na Engenharia de Informação para abordar os aspectos técnicos dos principais padrões de redes de computadores sem fio.
Fig.7 – Redes WiFi
Fig.8 – Redes WIMAX
As redes celulares (Fig.9) são também uma área de estudo bastante importante nos dias de hoje e com grande penetrabilidade na sociedade. Elas utilizam a divisão de uma região geográfica em unidades menores denominadas células e a estratégia de reuso de freqüência, para cobrir áreas bastante extensas. As taxas oferecidas pelos sistemas celulares mais modernos são da ordem de Megabytes por segundo. Atualmente, as redes de 3G (Third Generation) estão sendo implantadas no Brasil para oferecer uma maior capacidade de transmissão multimídia e acesso de alta velocidade à internet. Nesse contexto, o estudo desses sistemas, bem como das principais técnicas de otimização sistêmica, modulação digital, controle de erros e diversidade tem se tornado muito importante.
Fig.9 – Redes Celulares
Os sistemas de comunicação por satélite (Fig.10) são outro exemplo bastante atual e importante de comunicação sem fio. Os programas espaciais (Fig.11) não teriam utilidade alguma se não existissem sistemas de comunicação e controle à distância sem fio.
Fig.10 – Sistemas de Comunicação por Satélite
Fig.11 –Comunicação no Espaço
Para projetar e desenvolver sistemas de comunicação sem fio é necessário ter conhecimentos nas áreas de projeto de circuitos de RF (Fig.12) e de propagação e antenas (Fig.13). Em função disto, serão oferecidas disciplinas que irão abordar esses temas com a profundidade suficiente para permitir que o aluno possa projetar pequenos sistemas de transmissão e/ou de recepção de radiofreqüência.
Fig.12 – Projeto de Circuitos de RF
Fig.14 – Antenas
Processamento Multimídia
Uma área bastante importante dentro da engenharia de informação é a área de processamento digital de sinais. Na Fig. 15 é apresentada uma comparação entre a conhecida imagem do “Marciano”, obtida por uma sonda em 1976, e uma imagem obtida recentemente utilizando os recursos de processamento digital de sinais. Pode-se verificar que, visualizando a nova imagem, a imagem retrata apenas um morro e não a esfinge de um marciano.
Fig.15 – Processamento Digital de Imagens
Dentro da área de processamento multimídia, são abordados também os sistemas de vídeo-conferência (Fig.16) e de realidade virtual (Fig.17).
Fig.16 – Vídeo-Conferência
Fig.17 – Realidade Virtual
Redes de Computadores
As redes de computadores (Fig.18) e a Internet estão cada vez mais presentes na sociedade da informação. A engenharia de informação irá abordar aspectos importantes da área de redes de computadores como: estrutura, segurança, gerenciamento etc.
Adicionalmente, serão estudados alguns aspectos relacionados à transmissão de informação multimídia sobre redes de computadores, visando analisar técnicas como VOIP (Voice over IP), redes de alta velocidade, QoS (Quality of Service) etc.
Fig.18 – Redes de Computadores
O grande anseio por taxas cada vez maiores, a necessidade de serviços multimídia cada vez mais especializados e a convergência de sinais de mídias diferentes têm aumentado o interesse pelas redes ópticas nos últimos anos. As redes ópticas permitem a transmissão de dados a taxas extremamente elevadas. A utilização de fibras ópticas oferece várias vantagens interessantes como: dimensões reduzidas, capacidade para transportar grandes quantidades de informação, atenuação muito baixa (repetidores distantes entre si na ordem de algumas centenas de quilômetros), imunidade à interferências eletromagnéticas, matéria-prima muito abundante e custo cada vez mais baixo. Assim, em função da importância da fibra óptica e dos dispositivos ópticos (Fig.19) na transmissão de sinais multimídia de alta taxa, serão oferecidas no curso de engenharia de informação, diversas disciplinas sobre essa área de conhecimento.
Fig.19 – Fibra Óptica
Sociedade da Informação
Os grandes avanços tecnológicos nas áreas de comunicações e tratamento da informação mudaram e vêm mudando os hábitos de toda a sociedade. O estudo avançado da interação entre a tecnologia e o ser humano, levando em
consideração os aspectos de cognição, bem como a utilização de sistemas inteligentes (Fig.20) baseados em técnicas como redes neurais e algoritmos genéticos, podem propiciar uma revolução na área de transmissão e tratamento da informação. Deste modo, a engenharia de informação oferece algumas disciplinas para tratar dessa área de conhecimento em franca expansão.
Fig.20 – Sistemas Inteligentes
Descrição da Grade de Disciplinas de Engenharia de Informação
As disciplinas do curso de engenharia de informação podem ser divididas nos seguintes grupos:
• Disciplinas de Circuitos
• Disciplinas de Telecomunicações
• Disciplinas de Processamento Digital de Sinais e Multimídia
• Disciplinas de Óptica
• Disciplinas de Radiofreqüência
• Disciplinas de Redes de Computadores
• Disciplinas da Sociedade de Informação A seguir, são apresentadas as principais disciplinas que compõem cada grupo (as disciplinas em preto são do núcleo profissionalizante e as disciplinas em vermelho são do núcleo de eletivas).
As principais disciplinas da área de circuitos que serão inicialmente oferecidas são:
As principais disciplinas da área de telecomunicações que serão inicialmente oferecidas são:
As principais disciplinas da área de processamento de sinais e multimídia que serão inicialmente oferecidas são:
As principais disciplinas da área de óptica que serão inicialmente oferecidas são:
As principais disciplinas da área de radiofreqüência que serão inicialmente oferecidas são:
As principais disciplinas da área de redes de computadores que serão inicialmente oferecidas são:
As principais disciplinas da área de sociedade de informação que serão inicialmente oferecidas são:
EN 2601 Circuitos Elétricos I EN 2602 Fundamentos de Eletrônica EN 2603 Eletrônica Aplicada EN 2604 Circuitos Digitais
EN 3609 Sistemas Microprocessados
EN 2702 Transformada em Sinais e Sistemas Lineares EN 2606 Princípios de Comunicação
EN 3602 Processos Estocásticos EN 3604 Comunicação Digital EN 3605 Teoria da Informação e Códigos EN 3611 Telefonia Fixa Moderna EN 3612 Comunicações Móveis EN 3613 TV Digital
EN 3606 Ondas Eletromagnéticas EN 3607 Tecnologia de Redes Ópticas
EN 4601 Comunicações Ópticas
EN 3616 Sistemas de Microondas
EN 4602 Propagação e Antenas EN 4603 Projeto de Alta Freqüência
EN 2607 Internet e Redes de Computadores EN 3614 Redes de Alta Velocidade
EN 4608 Teoria de Filas e Análise de Desempenho EN 4609 Gerenciamento e Interoperabilidade de Redes EN 4610 Segurança de Redes
EN 3601 Informação e Sociedade
EN 4607 Sistemas Inteligentes
Áreas de Trabalho
Em função da formação acadêmica do aluno do curso de Engenharia de Informação, ele estará apto a desenvolver atividade profissional nos seguintes ramos de atividades:
• Indústrias de Eletrônica de Consumo
• Indústrias de Equipamentos Wireless
• Indústrias de Soluções de Redes de Telecomunicações
• Indústria de Equipamentos de Medidas
• Empresas de Processamento Digital de Sinais
• Indústrias de Redes Ópticas
• Empresas de Planejamento de Redes Cabeadas
• Empresas de Planejamentos de Redes Sem Fio
• Empresas de Desenvolvimento de Conteúdo Multimídia
• Operadoras de Telefonia
• Empresas de TV e de TV a cabo
• etc
Onde mais existem Cursos de Engenharia de Informação no Mundo?
Cambridge
http://www.eng.cam.ac.uk/research/div-f/index.html
Chinese University of Hong Kong http://www.ie.cuhk.edu.hk
Hong Kong Polytechnic University http://www.eie.polyu.edu.hk
National Taiwan University
http://www.csie.ntu.edu.tw/menu_about.html.en Aston University http://www.maths.aston.ac.uk/ Glossário de Termos 3G - Third Generation AM - Amplitude Modulation CD - Compact Disc FM - Frequency Modulation
ISDB-T - Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial
MP3 - MPEG-1 Audio Layer 3
MPEG - Moving Picture Experts Group PCM - Pulse Code Modulation
RF – Radio Frequency WiFi - Wireless Fidelity
WDM - wavelength-division multiplexing WIMAX - Worldwide Interoperability for Microwave Access
Universidade Federal do ABC – UFABC Centro de Engenharia e Ciências Sociais Aplicadas – CECS
www.ufabc.edu.br
Endereço
Avenida dos Estados, 5001
Rua Santa Adélia, 166 - CEP 09210-170 Bangú - Santo André – SP
Telefone: (11) 4996-3166 (ramais 207/208) Email: prograd@ufabc.edu.br Engenharia de Informação http://www.ufabc.edu.br/index.php?option=co m_content&view=article&id=548&Itemid=226 Coordenador de Curso Ivan Roberto Santana Casella Email: Ivan.casella@ufabc.edu.br
Professores
Hélio Waldman
Aline de Oliveira. Neves Panazio Celso Setsuo Kurashima Francisco José Fraga da Silva Marcos Roberto da Rocha Gesualdi Roberto Jacobe Rodrigues Rodrigo Reina Munhoz Stilante Koch Manfrin
Seção da
Informação
Padre Roberto Landell de Moura
Pai Brasileiro do Rádio
Pioneiro na transmissão da voz, utilizando equipamentos de rádio de sua construção patenteados no Brasil em 1901, e posteriormente nos Estados Unidos em 1904. Landell transmitiu a voz humana por meio de dois veículos, o primeiro, um transmissor de ondas que utilizava um microfone eletromecânico de sua invenção que recolhia as ondas sonoras através de uma câmara de ressonância onde um diafragma metálico abria e fechava o circuito do primário de uma bobina de Ruhmkorff, e induzia no secundário dessa bobina uma alta tensão que era irradiada ou através de uma antena ou de duas esferas centelhadoras. A detecção era feita por dispositivos que foram sendo melhorados ao longo do tempo.
O segundo meio utilizado pelo cientista era através do aparelho de telefone sem fio, que utilizava a luz como uma onda portadora da informação de áudio. Neste aparelho as variações das pressões acústicas da voz do locutor eram transformadas em variações de intensidade de luz, de acôrdo com a onda de voz, que eram captadas em seu destino por uma superfície parabólica espelhada em cujo foco havia um dispositivo cuja resistência ohmica variava segundo as variações da intensidade de luz. No circuito de detecção havia apenas o dispositivo fotossensível, uma chave, um par de fones de ouvido e uma bateria. Por utilizar a luz como meio de transporte de informação Landell é considerado um dos precursores das fibras ópticas.
O Padre Landell executou estudos e experiências a partir de 1892 em Mogi das Cruzes, e, em 1893, em Campinas e em São Paulo onde efetuou uma demonstração pública de seu invento no dia 3 de junho de 1900 sendo noticiada pelo Jornal do Commercio de 10 de junho de 1900:
"No domingo próximo passado, no alto de Santana, na cidade de São Paulo, o padre Landell de Moura fez uma experiência particular com vários aparelhos de sua invenção. No intuito de demonstrar algumas leis por ele descobertas no estudo da propagação do som, da luz e da eletricidade através do espaço, as quais foram coroadas de brilhante êxito. Assistiram a esta prova, entre outras pessoas, Percy Charles Parmenter Lupton, representante do governo britânico, e sua família".
Em 1903, Artur Dias, em seu livro "Brasil Actual" faz referência a Landell de Moura, descrevendo, entre outras coisas, o seguinte:
"logo que chegou a S. Paulo, em 1893, começou a fazer experiências preliminares, no intuito de conseguir o seu intento de transmitir a voz humana a uma distância de 8, 10 ou 12 km, sem necessidade de fios metálicos.
Após alguns meses de penosos trabalhos, obteve excelentes resultados com um dos aparelhos construídos. O telefone sem fios é reputado a mais importante das descobertas do Padre Landell, e as diversas experiências por ele realizadas na presença do vice-cônsul inglês de S. Paulo, Sr. Percy Charles Parmenter Lupton, e de outras
pessoas de elevada posição social, foram tão brilhantes que o Dr. Rodrigues Botet, ao dar notícias desses ensaios, disse não estar longe o momento da sagração do Padre Landell como autor de descobertas maravilhosas". O êxito das experiências do Padre Landell não tiverem aceitação da população que o considera herege, feitceiro e louco. Ele estava em Campinas quando, numa tarde, ao retornar da visita a um doente, encontrou a porta da casa paroquial arrebentada e seu laboratório e instrumentos completamente destruídos.
Em junho de 1900, por carta, Landell de Moura doou seus inventos ao governo britânico, como registrou em pesquisa para doutorado na USP, em 1999, o historiador da ciência Francisco Assis de Queiroz.
Em 1903, ao retornar ao Brasil após uma estadia de três anos nos Estados Unidos, ainda teve energia para enviar uma carta ao presidente da República, Rodrigues Alves. Solicitava dois navios da esquadra de guerra para demonstrar seus inventos que revolucionariam a comunicação. O assistente do presidente, no entanto, preferiu interpretá-lo como um "maluco" e o pedido foi negado. Na Itália, quando fez um pedido semelhante, Marconi teve toda a esquadra à disposição. Landell só conseguiria realizar demonstrações públicas de seu invento com navios da Marinha em 1905 e mesmo assim não conseguiu financiamento privado ou governamental para continuar suas pesquisas nem para construir equipamentos de rádio em escala industrial.
Landell de Moura, em 09 de março de 1901 obteve a patente brasileira número 3.279 para seus inventos, meses depois seguiu para os Estados Unidos, e em 04 de outubro de 1901 deu entrada no The Patent Office of Washington, DC pedindo privilégio para suas invenções, tendo obtido, em 11 de outubro de 1904 a patente 771.917 , para um transmissor de ondas; a 22 de novembro de 1904, a patente 775.337 para um telefone sem fio e a 775.846 para um telégrafo sem fio.
Seu trabalho foi notícia em 12 de outubro de 1902, no Jornal americano "The New York Herald", em reportagem sobre experiências desenvolvidas na época, inclusive por cientistas americanos, alemães, ingleses dentre outros, na transmissão de sons sem uso de aparelhos com fio. Ressalta o jornal:
"Por entre os cientistas, o brasileiro Padre Landell de Moura é muito pouco conhecido. Poucos deles tem dado atenção aos seus títulos para ser o pioneiro nesse ramo de investigações elétricas. Mas antes de Brigton e Ruhmer, o Padre Landell, após anos de experimentação, conseguiu obter uma patente brasileira para sua invenção, que ele chamou de Gouradphone".
O jornal publica uma ampla reportagem sobre Landell de Moura, sua vida e obra, completada por uma fotografia do Padre, intitulada
"Padre Landell de Moura - inventor do
telefone sem fio".
Wikipédia. Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/ Roberto_Landell_de_Moura. Acesso em Outubro de 2008.
