Espectro de Frequência - técnico

Onda Eletromagnética

Onda eletromagnética é a propagação de um distúrbio eletromagnético. É formada por dois campos perpendiculares, os campos elétrico e magnético.

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Na figura a onda em vermelho corresponde ao campo elétrico (E) e a onda em azul ao campo magnético (B).

Onda Eletromagnética

Nos sistemas de telecomunicações os sinais são propagados através de ondas eletromagnéticas. Nos cabos coaxiais, nos pares telefônicos e dos cabos de rede de computadores, nos sistemas de radiotransmissão (wireless) e nos sistemas ópticos os sinais são transmitidos na forma de onda eletromagnéticas.

Bandas do Espectro de Radiotransmissão

A International Telecommunication Union (ITU) é o orgão mundialmente responsável pelas definições sobre o uso do Espectro de Eletromagnético para sistemas de telecomunicações. A ITU divido o espectro em 12 bandas.

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A ITU também divide o globo terrestre em três regiões para fins de administração do espectro de radiofrequência.

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Distribuição do uso do espectro eletromagnético - ANATEL

No Brasil a responsabilidade de administrar o uso do espectro eletromagnético para radiotransmissão é da ANATEL ( Agência Nacional de Telecomunicações)

Distribuição do Espectro de Radiotransmissão

Noções de propagação do sinal no espaço aberto

Ondas que viajam ao longo da superfície da terra são chamadas de ondas de superfície (ground waves). Em baixas frequências (150 a 500 kHz), essas ondas podem viajar centenas e milhares de quilômetros com pouca atenuação, sendo por isso, utilizadas para comunicações militares, especialmente entre navios e submarinos. As rádios comerciais de AM usam frequências entre 530 e 1600kHz, as quais são na maioria recebidas por ondas de superfície. Por esta razão as antenas de transmissores de rádio AM são colocadas em regiões baixas.

A terra absorve a energia das ondas de superfície mais rapidamente a medida que a frequência aumenta. No caso das frequências usadas em sistemas de TV e radio FM, que começam em 54MHz, elas são muito altas para terem sua propagação guiada pela superfície, de modo que a recepção depende de ondas diretas. Por esta razão as torres de TV e FM são colocadas no topo de montanhas, e prédios.

As partículas do ar são ionizadas (separadas em íons positivos e negativos) a medida que absorvem a energia ultravioleta do sol. Camadas estratificadas surgem na atmosfera em função destes íons, sendo chamadas de ionosfera, podendo estar situadas entre 100 e 500km acima da superfície da terra.

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Multiplexação

A multiplexação é uma operação que consiste em agrupar vários canais de informação não relacionados, de modo a transmiti-los simultaneamente em um mesmo meio físico (cabo, enlace de rádio, satélite, fibra ótica, etc) sem que haja mistura ou interferência entre os canais. A demultiplexação é a separação dos canais, recuperando a informação individual de cada canal.

Existem basicamente três tipos de multiplexação: multiplexação por divisão do espectro de frequências, multiplexação por divisão do tempo e multiplexação por divisão de comprimento de onda.

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Na multiplexação por divisão de frequências é designada uma faixa de frequência para cada canal. O sinal deve ser deslocado em frequência para sua posição antes de ser realizada a multiplexação dos canais. O deslocamento do canal até uma posição específica do espectro de frequências é feito mediante um processo de modulação. Esse processo deve ser feito de tal forma que o sinal modulado não interfira nos outros canais a serem multiplexados.

A multiplexação FDM é basicamente uma separação em frequência dos N canais a serem multiplexados, resultando em uma sobreposição no tempo dos sinais.

Exercício

1) Em que banda do espectro ocorrem as transmissões de:

a) Rádios AM

b) Rádios FM

c) TV aberta

d) Telefonia celular

e) Redes WIFI

f) BlueTooth

g) satélite banda C

h) satélite banda Ku

i) GPS

j) comunicações ópticas via fibra