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MICRO-ONDAS: CONCEITOS INICIAIS
• As micro-ondas funcionam acima de 100 MHz, as ondas viajam em
linhas retas e podem ser estreitamente focadas através do
alinhamento do transmissor e receptor.
• Concentrando toda energia em um pequeno receptor ,através de uma
antena
parabólica (do tipo daquelas de
TV por satélite), resulta em uma
relação sinal/ruído maior, mas as
antenas de transmissão e recepção
devem estar perfeitamente alinhadas.
MICRO-ONDAS: CONCEITOS INICIAIS
•Antes do surgimento das fibras ópticas, os sistemas de
transporte de sinal por micro-ondas (MCIs –
Microwave Communications Inc.) eram o coração das
telecomunicações.
CLASSIFICAÇÃO
• As micro-ondas podem ser dividas em dois grandes grupos e seus
respectivos sub grupos:
• Micro-ondas Terrestres;
- Externos;
- Internos;
• Micro-ondas por Satélites.
MICRO-ONDAS TERRESTRES(EXTERNOS)
• Muitas vezes usadas para conectar prédios ou cidades, sem a
necessidade de atravessar cabos;
• Como trafegam em linha reta, as antenas
devem estar perfeitamente alinhadas, pode
haver múltiplos transmissores, alinhados com seus
receptores, sem que haja interferências.
MICRO-ONDAS TERRESTRES(EXTERNOS)
• Formula Alcance transmissão:
• d = 7.14 √K.h
sendo K o alcance da antena e h=4/3:
• Por exemplo, uma antena de 100 metros permitiria um alcance de:
• d = 7.14 √133 = 82 km
MICRO-ONDAS TERRESTRES(EXTERNOS)
• À medida que se incrementa a frequência, o comprimento da onda
diminui. Embora a tecnologia possa transmitir micro-ondas a 10GHz,
a partir de 8GHz o comprimento das ondas é de alguns centímetros e
absorvíveis pela chuva. A solução é encaminhar os sinais por
caminhos alternativos.
• Muito baratas, se comparadas com as fibras óticas e os cabos
metálicos, as micro-ondas são amplamente utilizadas, tendo sua
banda dividida por áreas de aplicação.
MICRO-ONDAS TERRESTRES(EXTERNOS)
• O objetivo do correto posicionamento deve ser não somente obter
visibilidade ótica, mas também manter livre a área chamada Zona de
Fresnel, resultante do efeito da difração.
• A Zona de Fresnel basicamente, define os volumes do padrão de
radiação de abertura circular.
MICRO-ONDAS TERRESTRES(INTERNOS)
• São usadas também dentro de edificações, para as redes sem-fio.
• Exemplos: WI-FI e Bluetooth.
MICRO-ONDAS POR SATÉLITES
• Como nas Transmissões terrestres as transmissões por satélite
ocorrem direcionando a transmissão para um satélite em órbita a
partir de um transmissor terrestre.
• O sinal gerado pela antena é direcionado ao satélite através de uma
antena com um refletor parabólico, cuja função é colimar a radiação
eletromagnética num feixe reto.
• O trabalho do satélite consiste em reforçar este sinal e enviá-lo
novamente para a Terra, para uma antena receptora.
• Nestas transmissões, freqüências de 11 a 14 GHz são geralmente
utilizadas, sendo que a freqüência de envio (uplink) é diferente da
freqüência de retorno (downlink), para evitar interferência.
MICRO-ONDAS POR SATÉLITES
• Nem todas as regiões próximas à Terra são adequadas para o
posicionamento dos satélites.
• Existem duas regiões, chamadas de Anéis de Van Allen, que
apresentam
uma concentração de partículas altamente carregadas eletricamente
que inutilizariam os satélites.
ÓRBITAS DOS SATÉLITES
• Como veremos, os satélites nestas regiões têm finalidades
específicas. São elas:
• LEO – Low Earth Orbit;
• MEO – Medium Earth Orbit;
• GEO – Geostationary Orbit.
LEO
• Os satélites de baixa órbita (LEO) apresentam um tempo de órbita
pequeno, ou seja, no período de um dia terrestre passam várias
vezes pelo mesmo ponto de referência na superfície.
• Devido a isso, necessitam pouca potência para comunicação e os
delays são muito pequenos (alguns milisegundos).
• Este tempo de órbita diminui ao passo que a altura aumenta, até que
na altura dos satélites GEO ela é igual ao período de rotação da
Terra.
GEO• Como indicado pelo nome (Satélites Geoestacionários), sua posição
é constante em relação à superfície da Terra.
• O processo de alocação é muito político, mas há várias outras de fins
militares e governamentais.
• Os satélites GEO antigos tinham uma grande área de cobertura;
cerca de 1/3 da superfície da Terra.
• Os modernos possuem cerca de 40 transponders, com largura de
banda de 80 MHz, que podem ser multiplexados por tempo e
freqüência.
MEO
• Situados entre os anéis de Van Allen, a cerca de 5.000-15.000 km de
altitude, estão os satélites MEO.
• São usados para o sistema de GPS (Global Positioning System;
NAVSTAR, EUA e GLOANSS, Rússia); não são usados para
telecomunicações.
• Seu período de órbita vista da Terra é de 12 horas.
• Além de posição, permitem estudos de clima, cartografia, geologia, e
fins militares.
VSAT – VERY SMALL APERTURE TERMINALS
• Um desenvolvimento mais recente é a utilização de microestações
chamadas VSAT – Very Small Aperture Terminals.
• Utilizam antenas menores (1 metro, em comparação com 10 metros
das usuais), e baixa energia.
• São adequados para regiões rurais ou áreas remotas;
devido ao baixo consumo, podem operar com energia
solar.
• Uma antena grande terrestre funciona como hub
conectando as menores via satélite.
• Devido à distância, o delay pode ser significativo nas
transmissões via satélite.
VALORES DE VELOCIDADE
• Valor típico: 270 ms (540 ms para VSAT)
• Comparação:
- Microondas terrestres: 0,003 ms
- Cabo coax/fibra: 0,005 ms
• Trabalham por difusão, o que resulta numa grande área de cobertura.
Porém, por esta mesma razão, necessitam cuidados com segurança.
VANTAGENS
• 1. Custo baixo de construção em comparação com outras formas de
transmissão de dados;
• 2. Não necessita de cabos físicos ou equipamentos de atenuação
caros;
• 3. Transmite grandes quantidades de dados devido a sua alta
frequência;
• 4. Múltiplos canais disponíveis;
• 5. Largura de banda larga.
DESVANTAGENS
• São refratadas pelos níveis mais baixos da atmosfera, retardando sua
chegada, assim gerando diferenças de fase e cancelando o sinal;
• Os sinais não passam por objetos sólidos;
• As torres repetidoras devem estar
alinhadas uma a outra e a cerca de
50 a 80 quilômetros de distância
uma da outra.