Tecnologias de Comunicação: Redes, Rádio e Satélites

Redes Fotônicas

As redes fotônicas foram utilizadas para a comunicação entre tropas do exército no deserto. Baseiam-se na utilização de lasers ou ondas na faixa do infravermelho. O sistema permite a transmissão de 100 Mbps em plataforma TCP/IP, ou de 155 Mbps em ATM. Em 2002, a rede suportava um tráfego de 1 Gbps. No caso de um objeto interromper o feixe de laser no ar, o sinal não será interrompido. Um buffer garante a recuperação dos pacotes sem interrupções na casa dos milissegundos, como a passagem de um pássaro ou outro objeto.

Radiodifusão e Ondas de Rádio

Difusão pela Ionosfera

O sinal é lançado na ionosfera, onde é refletido em direção ao destino.

Transmissão AM (Modulação por Amplitude)

Transmissão através do rádio usando Modulação por Amplitude. Características:

• Longo alcance dos sinais.
• Sujeita a interferências de outras fontes eletromagnéticas.
• Foi por 80 anos o principal método de transmissão via rádio.

Ondas Curtas

2.3 MHz-26.1 MHz (15 bandas). Longo alcance, porém baixa qualidade de sinal.

Ondas Médias

520 kHz-1.610 kHz. Utilizada nas Américas, esta banda possui médio alcance.

Ondas Longas

153 kHz-279 kHz. Não disponível no hemisfério oeste, é usada para transmissões na Europa, África, Oceania e parte da Ásia.

Ondas Tropicais

2.300 kHz-5.060 kHz (120-90-75-60 metros). Utilizada entre os Trópicos, esta banda possui longo alcance e razoável qualidade de sinal.

Transmissão FM (Modulação por Frequência)

Modulação por Frequência. Faixa: 87,5 MHz a 108 MHz. Características:

• Ótima qualidade (estereofonia).
• Alcance aproximado de 100 km.
• Pode utilizar sistema RDS.

Se existirem dois ou mais sinais de FM na mesma frequência, o receptor responderá ao sinal de maior potência.

VHF: Very High Frequency

54 MHz a 216 MHz (canais 2 a 13). Comunicações terrestres de curta distância. As ondas VHF não refratam na ionosfera (permite comunicação com satélites). É pouco afetada por ruídos e interferências atmosféricas, mas sofre com variações do terreno e obstruções.

UHF: Ultra-High Frequency

470 MHz a 890 MHz (canais 14 a 83). Frequência comum para propagação de sinais de televisão e canais em HDTV, rádio e transceptores. Sofre mais atenuação atmosférica, maior sensibilidade a obstáculos e menor refração na ionosfera que as ondas VHF. Nos anos 90, a faixa foi reduzida entre os canais 14 e 69 para utilização dos canais de 70 a 83 para telefonia móvel celular.

SHF e EHF: Super e Extremely High Frequency

Estas faixas de frequência são utilizadas para diversas aplicações de comunicação.

Micro-ondas e Suas Aplicações

Micro-ondas: Transmissão de superfície baseada no sistema de rádio. Possuem comprimentos de onda maiores que os dos raios infravermelhos, mas menores que as ondas de rádio. Operam a partir de 300 GHz. São transmitidas em ondas eletromagnéticas muito curtas e se deslocam em alta velocidade. Redes locais sem fio, Bluetooth, Wi-Fi e WiMAX usam micro-ondas na faixa de 2,4 a 5,8 GHz.

Transmissão por Micro-ondas

O sinal emitido por uma antena parabólica, com alcance restrito a 50 km (a curvatura da Terra pode ocultar o sinal se essa distância aumentar), chega ao seu destino através de repetições sucessivas a cada 50 km.

Satélites e Suas Órbitas

Satélites: Artefatos feitos pelo homem e colocados em órbita ao redor da Terra ou de qualquer outro planeta.

Tipos de Satélites

• Satélites de Comunicações
• Satélites Científicos
• Satélites Militares
• Satélites de Posicionamento Global

Órbitas de Satélites

Órbita Baixa (LEO)

Encontram-se abaixo da órbita circular intermédia (ICO) e, geralmente, entre 350 e 2.000 km acima da superfície da Terra. As órbitas inferiores a esta não são estáveis e serão alvo de arrastamento atmosférico. Viajam a cerca de 27.400 km/h (8 km/s), o que representa uma revolução de cerca de 90 minutos. A utilização deste tipo de órbita tem como objetivo diminuir a latência (RTT) em comunicações em tempo real. Neste caso, varia de 20 a 40 milissegundos. Dessa forma, é necessário prover uma rede de satélites de baixa altitude que possa oferecer comunicação contínua ao usuário.

Órbita Média (MEO)

Localiza-se entre a órbita baixa e a geoestacionária, em uma faixa de 2.000 a 30.000 km acima da superfície terrestre. Os satélites de órbitas médias (MEO) estão aproximadamente a 10.000 km de altitude. Em geral, seu RTT varia de 50 a 150 milissegundos. O uso mais comum deste tipo de satélite é para acesso a sistemas de posicionamento global, como GPS (EUA - 20.000 km) ou GLONASS (Rússia - 19.000 km). O período orbital do MEO varia de 2 a 24 horas. Exemplo: satélite Telstar TV.

Órbita Alta (Geoestacionária)

Encontram-se parados relativamente a um ponto fixo sobre a Terra, geralmente sobre a linha do Equador. Os satélites geoestacionários são utilizados para comunicações e observação de regiões específicas da Terra. A altitude para se colocar um satélite geoestacionário é de 35.786 km. Para que entre em órbita, é necessário que atinja uma velocidade de pelo menos 28.800 km/h. Seu RTT é de em torno de 0,24 segundos.

Satélites de Comunicação

Do ponto de vista de transmissão, são simples estações repetidoras dos sinais recebidos da Terra que são detectados, deslocados em frequência, amplificados e retransmitidos de volta à Terra. Um satélite típico é composto de:

• Barramento (Bus): Onde se encontram baterias, painéis solares, circuitos de telemetria e a parte de propulsão.
• Carga Útil (Payload): Composta essencialmente dos circuitos repetidores, denominados transponders.

Transponder

Seu objetivo é receber, amplificar e retransmitir um sinal em uma frequência diferente.