Seção: Tutoriais Telefonia Fixa

 

 
Ciclos Evolutivos: Grandes Invenções

 

Mesmo com tantas descobertas em tão pouco tempo, uma nova revolução estava a caminho. Em 1904, J. Ambrose Fleming patenteou a válvula eletrônica, dando-lhe o nome de diodo, ou válvula de dois elementos.

 

Dois anos depois, uma nova válvula, composta de três elementos foi criada por Lee De Forest e denominada triodo. Graças a criação e aperfeiçoamento da válvula eletrônica, foi possível desenvolver e sofisticar equipamentos eletrônicos de grande importância para a evolução, não só das telecomunicações, mas de vários outros segmentos tecnológicos. Von Lieben, da Alemanha e o americano Armstrong empregaram o triodo para amplificar e produzir ondas eletromagnéticas de forma contínua. Os transmissores à centelha de Marconi foram substituídos por essa tecnologia. Esta nova forma de gerar ondas eletromagnéticas viabilizou também a transmissão de sinais de voz e de outros sons, permitindo o aparecimento do rádio.

 

Em pouco tempo, os avanços obtidos pela nova tecnologia, podiam ser observados pela sociedade: surge na Inglaterra em 1913 a Wireless Society de Londres, tornando-se mais tarde a Radio Society da Grã-Bretanha. Em 1915, iniciam na Alemanha as primeiras transmissões internacionais de programas diários de notícias através do rádio. Na França de 1920, são comercializados os primeiros rádios a pilha, vendidos com outra inovação: fones de ouvido.

 

Com o fim da 1 a Guerra Mundial (1914 a 1918), a indústria americana Westinghouse ficou com um grande estoque de aparelhos de rádio fabricados para as tropas na guerra. Instalou-se então uma antena no pátio da fábrica para transmitir música. Através desse "apelo de venda", comercializou-se os aparelhos "encalhados" para os habitantes do bairro. Coube desta forma a Westinghouse Eletric o mérito de ter promovido a conhecida KDKA de Pitisburgh. Ela começou a funcionar regularmente em 1920. Em 1921 eram apenas 4 emissoras nos Estados Unidos, mas no final de 1922, os americanos já contavam com 382 emissoras.

 

Outra novidade apareceu nos Estados Unidos nessa época. O uso regular de radio-comunicação em viaturas móveis foi pela primeira vez experimentado em 1921, pelo Departamento de Polícia de Detroit, que enviava ordens do quartel central para seus comandados, nos automóveis. Estes sistemas operavam na faixa de 2 MHz e eram muito primitivos, se comparados com a tecnologia atual.

 

Em 1922, já existiam estações de rádio com programações regulares em quase todo o mundo, incluindo aí a Argentina, Canadá, União Soviética, Espanha e Dinamarca. Em 7 de setembro deste ano, o discurso do presidente da República, Epitácio Pessoa, em comemoração ao centenário da independência do Brasil é transmitido via rádio, trata-se da primeira transmissão oficial pelo novo veículo de comunicação no Brasil.

 

Foram importados 80 receptores de rádio especialmente para o evento. O transmissor de 500 watts foi instalado no alto do Corcovado, pela Westinghouse Electric Co. Em outubro deste ano, nasce a britânica BBC (Britsh Broadcasting Company ), em paralelo com as primeiras estações de rádio em Shanghai, na China, e em Cuba. Em 20 de abril de 1923, Edgard Roquete Pinto e Henry Morize fundaram a primeira estação de rádio brasileira: a Rádio Sociedade do Rio de Janeiro. Dentro do conceito de "rádio sociedade" ou "rádio clube", os ouvintes eram associados e contribuíam com mensalidades para a manutenção da emissora.

 

Enquanto as ondas eletromagnéticas do rádio ocupavam cada vez mais o cotidiano das comunicações mundiais, Lamb realizava na Inglaterra, em 1930, as primeiras experiências de transmissão de luz em fibras de sílica. Nesta época ainda não era possível avaliar a real dimensão do que a fibra óptica representaria para as telecomunicações no futuro.

 

Outra questão que já podia ser percebida naquela época, é que nos serviços de telecomunicações por rádio, na medida que as necessidades cresciam e avançava a tecnologia, a tendência era de elevar as frequências de operação: em 1933, a FCC ( Federal Communications Commission ) autorizou a utilização de 4 canais na faixa de 30 a 40 MHz para comunicação móvel. Também na década de 30, sistemas de rádio VHF ( Very High Frequency - 30 MHz a 300 MHz) passaram a ser utilizados para comunicação de longa distância ponto a ponto.

 

No segmento das centrais telefônicas, um novo modelo de comutador (matriz de comutação) com tecnologia crossbar estava sendo desenvolvido. Foi utilizado pela primeira vez na Suécia e introduzido no sistema pela Bell Systems em 1938. O sistema crossbar mudaria drasticamente a forma de construir centrais telefônicas nas décadas seguintes, incluindo seus sistemas de sinalização, que foram alterados para acompanhar a maior velocidade dos novos seletores de barra.

 

Figura 7: Funcionamento do comutador crossbar. Duas chamadas estão conectadas
através dos contatos formados pelos cruzamentos das barras a-1 e c-3.

 

A década de 30 ficaria também registrada na história por uma invenção de fato inovadora. É neste período que um novo marco na história da comunicação humana estava surgindo: a televisão . Embora os esforços científicos que levariam ao aparecimento da televisão tenham iniciado muitas décadas antes, as primeiras transmissões oficiais ocorreram em 1935, na Alemanha e ao final deste mesmo ano, na França, com o transmissor instalado na Torre Eiffel.

 

A televisão da BBC (Britsh Broadcasting Company) de Londres entrou em operação no ano seguinte, utilizando imagens com 405 linhas de resolução. Nos Estados Unidos, as transmissões de televisão iniciaram em 1939, através da NBC (National Broadcasting Company) para cerca de 400 aparelhos da cidade de Nova Yorque, com resolução de 340 linhas. Aqui no Brasil, a primeira emissora de televisão só viria a ser inaugurada em 18 de setembro de 1950, quando foi ao ar o primeiro programa da TV Tupi.

 

Outras importantes novidades surgiriam, ainda, durante a segunda guerra (1939 a 1945), entre elas, novos sistemas de rádio ponto a ponto, operando na faixa de UHF (Ultra High Frequency - 300 MHz a 3 GHz). Mas, a grande inovação seria mesmo, o aparecimento do primeiro computador digital eletrônico, o Eniac, construído pelo engenheiro eletricista John Presper Eckert Jr. e pelo físico John William Mauchly, na Escola Moore de Engenharia Elétrica, da Universidade da Pensilvânia, e pelo Laboratório de Pesquisas Balísticas do Exército Americano.

 

Apresentada aos jornalistas em 15 de fevereiro de 1946, e esta máquina calculava em 20 segundos a trajetória de um projétil que levava 30 segundos para atingir seu alvo . O computador ocupava uma área de 93 metros quadrados, tinha a altura de dois andares e pesava 30 toneladas. O Eniac possuía um conjunto de 17.468 válvulas, 70 mil resistores e 10 mil capacitores. Para armazenar cada número em sua memória, de apenas 100 bytes, eram necessárias mais de 100 válvulas. Apesar de seu tamanho, o Eniac (sigla, em inglês, para Computador e Integrador Numérico Eletrônico) tinha na verdade muitos problemas.

 

Normalmente se passavam apenas alguns minutos de uso, até que uma ou mais válvulas se queimasse e tivesse que ser substituída. Construído para calcular tabelas de artilharia, o computador de 450 mil dólares podia realizar 5 mil adições e 3.500 multiplicações por segundo. O Eniac continuou sendo utilizado até 1954, quando foi "aposentado". "Entre as façanhas do Eniac, está a de ter ajudado a realizar cálculos para a construção da bomba de hidrogênio". Os microprocessadores atuais são capazes de realizar algumas dezenas de milhões de operações por segundo. O Eniac, portanto, era dezenas de milhares de vezes mais lento.

 

"Há uma grande polêmica envolvendo a invenção do computador eletrônico. John Atanasoff , professor da Universidade de Iowa, contou que a idéia de inventar um computador lhe ocorreu numa hospedaria em Illinois, em 1937. Seria operado eletronicamente e usaria números binários, em vez dos tradicionais números decimais. Daí a poucos meses, ele e um talentoso ex-aluno, Clifford Berry, haviam criado um rudimentar protótipo de computador eletrônico, que utilizava válvulas, tambores rotativos e cartões perfurados para a introdução de dados.

 

A execução do projeto custou mil dólares. No ano seguinte, John Mauchly, que conhecera Atanasoff num seminário, foi convidado a conhecer o computador. Depois ficou hospedado vários dias em sua casa, onde soube de detalhes sobre o projeto. Atanasoff estava para requerer a patente do seu computador, mas foi convocado a Washington no início da Segunda Guerra Mundial para fazer pesquisas de física para a Marinha. No mesmo período, Mauchly e Eckert construíram o Eniac.

 

No verão de 1944, os dois simplificaram sua invenção usando o esquema binário desenvolvido por Atanasoff. Estava criado assim o Univac, que começou a ser vendido em 1946 e tornou-se o protótipo dos computadores de grande porte atuais. O primeiro computador brasileiro, o "Patinho Feio" como era seu apelido, foi construído na Universidade de São Paulo, em 1972".

 

Figura 8: O Eniac possuía mais de 17.468 válvulas e ocupava 93 m².
http://www.epub.org.br

 

Se os anos 30 já foram bons para as telecomunicações, a década de 40 não deixaria por menos, mais novidades estavam a caminho: enquanto a televisão completava seus 10 primeiros anos de existência, chamando para si, literalmente, quase todos os "olhares", os laboratórios Bell iniciavam, em 1945, um programa experimental de telefonia móvel, na faixa de 150 MHz.

 

O Sistema Bell entrou comercialmente em operação no ano seguinte com poucos canais, na faixa de 35 MHz, em Winsconsin , e outro, na faixa de 150 MHz no Missouri . Em 1947, foi inaugurado mais um sistema de telefonia móvel, desta vez, ao longo da rodovia New York - Boston, operando na faixa de 35 MHz a 44 MHz. "Acreditava-se, na época, que estas frequências mais baixas, seriam melhores no atendimento a rodovias por terem um alcance maior e "contornarem" melhor os obstáculos do relevo, o que é verdade.

 

O que não se sabia, é que essas frequências se propagam a longas distâncias, via reflexão na ionosfera, o que fazia com que as conversações fossem ouvidas a milhares de quilômetros de distância, causando interferências em outros sistemas. O trabalho de aperfeiçoamento do sistema continuou nos Laboratórios Bell e também nas empresas operadoras e fabricantes de equipamentos, visando um melhor desempenho do sistema e também o uso de frequências cada vez mais elevadas.

 

Também em 1947 surgiu a primeira idéia concreta de telefonia celular móvel. Pesquisadores discutiram o uso de telefones móveis que usavam "células" que identificariam o usuário em qualquer região na qual fosse iniciada a chamada. Neste mesmo ano, a FCC (Federal Communications Commission ) decidiu autorizar freqüências específicas de rádio para comunicação móvel. A autorização era bastante limitada, pois só permitia 23 chamadas em uma dada área". 

 

No ano seguinte, um novo salto tecnológico de grandes proporções estava para acontecer, trazendo inúmeros benefícios aos mais variados segmentos tecnológicos: em 1948, o transistor foi lançado por William Shockley e seu colaboradores John Bardeen e Walter Brattain, nos Estados Unidos.

 

Utilizando propriedades eletrônicas de materiais como o silício, o transistor realiza as mesmas funções tradicionais das válvulas a vácuo com importantes vantagens: consome menos energia, é mais resistente e muito menor, tornado possível construção de aparelhos com dimensões extremamente reduzidas quando comparado aos seus antecessores valvulados.

 

Os chips atuais são capazes de conter algumas centenas de milhões de transistores em poucos milímetros de área. Para se ter uma idéia do que este salto tecnológico representa hoje, a versão de alto desempenho do Athlon 64, um novo processador para servidores que deverá se chamar AMD Opteron, possui cerca de 100 milhões de transistores. Considerando que as 17.468 válvulas do Eniac poderiam ser substituídas pela mesma quantidade de transistores, este processador contém o equivalente a 5724 Eniac.

 

Na época que foi construído, essa quantidade de Eniac ocuparia uma área de 532 km², aproximadamente. O Athlon 64 deverá ocupar apenas 105 mm².

 

Figura 9: O transistor lançado em 1948.

 

No início da década seguinte, os sistemas de rádio ponto a ponto, dariam um novo passo em direção as frequências ainda mais elevadas, tanto que, em 1951, já estava sendo ativado o primeiro enlace de rádio microondas SHF ( Super High Frequency - 3 GHz a 30 GHz), operando na faixa de 4 GHz.

 

Os sistemas SHF de alta capacidade contribuíram fortemente, nas décadas seguintes, para o crescimento e expansão das telecomunicações em todo o mundo. Não alheias a esses avanços, mas ainda a passos lentos, novas pesquisas estavam sendo desenvolvidas no campo da transmissão óptica neste mesmo ano: Heel, Hopkins e Kapany, realizaram na Inglaterra, experiências de transmissão de imagens através de feixes de fibras ópticas em curta distância.

 

Nesse ritmo frenético dos avanços tecnológicos, a década de 50 também traria grandes inovações: em 1957, tiveram início as comunicações por satélite, com o lançamento do Sputnik I, o primeiro satélite da história, desenvolvido e fabricado na Rússia. "Era um satélite de órbita baixa que podia ser avistado a olho nu durante a noite, semelhante a uma estrela com brilho intenso". Embora tenha subsistido por apenas 3 meses representou o ponto de partida para uma extensa série de novos lançamentos civis e militares. Na figura a seguir é possível identificar algumas das características destes sistemas.

 

Figura 10: Características dos sistemas de satélite.

 

Foi também no início da era dos satélites, que um dos seus maiores concorrentes terrestres atuais na área de telecomunicações, as transmissões ópticas, estavam prestes a ganhar importantes aliados: em 1958, Arthur Schawlow e Charles H. Townes estabeleceram as bases físicas gerais para obter a amplificação de luz por emissão estimulada de radiação. Neste mesmo ano, Narinder Singh Kapany apresentou um protótipo de fibra óptica, do tipo utilizado atualmente, composta de núcleo e casca, para servir como guia da luz.

 

Ainda era muito incipiente, mas estava nascendo ali uma dupla que seria, em breve, inseparável: laser e fibra óptica. Logo depois, em julho de 1960, Theodore Maiman, anunciou o funcionamento do primeiro LASER ( Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation ) cujo meio ativo era um cristal de rubi, "sendo considerado a fonte mais adequada para ser utilizada como emissor num sistema de transmissão óptico". A partir daí, o laser e as fibras ópticas evoluíram rapidamente, beneficiando de forma estratégica as telecomunicações digitais nas décadas seguintes.

 

Figura 11: O laser a rubi de Maiman.
Fonte: http://www.fisica.ufc.br

 

De volta ao mundo da telefonia, a década de 50 estava se despedindo e, ao seu final, já era possível perceber que a tecnologia crossbar estava sendo amplamente empregada. O principal motivo para isso, era que, as centrais telefônicas equipadas com comutadores croossbar, eram mais eficientes e mais rápidas que as de seletores rotativos.

 

Em função da maior velocidade dos comutadores crossbar, um novo modelo de sinalização telefônica foi introduzido no sistema: a sinalização multifrequencial . A utilização de matrizes de comutação crossbar e sinalização multifrequencial permitiram a construção de centrais telefônicas eletromecânicas maiores e mais e rápidas. Eram centrais robustas, construídas para funcionar por mais de 20 anos, tanto que no Brasil, na década de 90, muitas dassas centrais ainda estavam em operação e poderiam continuar por muitos anos, não fossem os fortes apelos da digitalização.

 

Por volta de 1960, juntamente com tantas conquistas realizadas pelo homem, completavam-se as primeiras ligações DDD, e com elas, o primeiro grande ciclo das telecomunicações estava sendo encerrado. Nesta época, o telefone já fazia parte do cotidiano das telecomunicações em todo o mundo. Com o telefone universalizado e com os avanços tecnológicos obtidos até aquela época, a base necessária para o início do segundo ciclo estava pronta, tanto assim que, logo no início dos anos 60, o novo ciclo estava iniciando: o ciclo da digitalização do sistema, estendendo-se até os dias atuais.

 

 

 

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