Meios de Transmissão Sem Fio – Rádio Freqüência

Classificação

Pode-se classificar a transmissão sem fio de acordo com a freqüência das ondas utilizadas.

Conforme o gráfico acima, pode-se agrupar estas freqüências em três maiores grupos.

Rádio Freqüência

Microondas

Infra-vermelho

Estes grupos situam-se no espectro eletromagnético conforme ilustrado lado.

Cada grupo, por sua vez, pode ser subdividido em faixas mais específicas, também de acordo com a freqüência. As Rádio Freqüências, por exemplo, podem ser divididas em:

LF – Low Frequency

MF – Medium Frequency

HF – High Frequency

VHF – Very High Frequency

UHF – Ultra High Frequency

Rádio Freqüência

Refere-se à porção do espectro eletromagnético que pode ser gerada por uma corrente alternada e transmitida por uma antena.

O ITU – International Telecommunication Union classifica conforme a tabela ao lado, citada na Wikipedia.

As freqüências inferiores a 3 kHz não têm grande importância na transmissão de dados.

As freqüências superiores a 3 GHz são classificadas como Microondas.

De modo geral as RF são relativamente fáceis de gerar, e podem percorrem grandes distâncias, dependendo da potência do transmissor.

Podem ser transmitidas de modo omnidirecionais ou podem ser direcionadas através de uma antena parabólica.

Band name	Abbr	ITU band	Frequency	Wavelength
			< 3 Hz	> 100,000 km
Extremely low frequency	ELF	1	3–30 Hz	100,000 km – 10,000 km
Super low frequency	SLF	2	30–300 Hz	10,000 km – 1000 km
Ultra low frequency	ULF	3	300–3000 Hz	1000 km – 100 km
Very low frequency	VLF	4	3–30 kHz	100 km – 10 km
Low frequency	LF	5	30–300 kHz	10 km – 1 km
Medium frequency	MF	6	300–3000 kHz	1 km – 100 m
High frequency	HF	7	3–30 MHz	100 m – 10 m
Very high frequency	VHF	8	30–300 MHz	10 m – 1 m
Ultra high frequency	UHF	9	300–3000 MHz	1 m – 100 mm
Super high frequency	SHF	10	3–30 GHz	100 mm – 10 mm
Extremely high frequency	EHF	11	30–300 GHz	10 mm – 1 mm
			Above 300 GHz	< 1 mm

As Rádio-Freqüências têm grande importância na rádio-difusão.

As rádios AM (Amplitude Modulada) utilizam a faixa de MF (Medium Frequency).

As transmissões por Ondas Curtas utilizam HF (High Frequency), e têm grande importância pelo seu longo alcance, como esse stream da Rádio Cairo, transmitindo em 11790 kHz.

Em muitas regiões é o único meio de comunicação.

As trasmissão por FM trabalham da faixa de VHF; permitem boa qualidade de transmissão mas exigem equipamento de custo superior.

Propagação das ondas de RF

O modo como as ondas de RF se propagam depende, entre outras coisas, de sua freqüência.

As freqüências mais baixas (VLF, LF) propagam-se próximas ao solo, devido à difração.

Ao fazê-lo, elas induzem uma tensão elétrica na superfície da terra que se opõe à sua passagem, perdendo assim energia neste processo.

O grau de atenuação depende do tipo de superfície. Superfícies como o mar atenuam bem menos que uma floresta, por exemplo.

As freqüências de faixas mais altas (MF) não são desviadas para o solo, e tendem a propagar-se através do ar diretamente para a antena de recepção.

Parte do sinal pode se refletir na terra, extendendo a capacidade de transmissão para um pouco além do horizonte.

Para freqüências superiores (HF), verifica-se sua reflexão na camada atmosférica chamada Ionosfera, que possui propriedades elétricas.

A onda pode refletir-se na terra, e novamente na ionosfera repetidas vezes, fazendo com que a propagação atinga enormes distâncias (havendo potência suficiente); é a faixa utilizada nas transmissões de Ondas Curtas.

As faixas ainda superiores (VHF e UHF) propagam-se em linha reta (visada ou line-of-sight) e atravessam a Ionosfera.

Absorção/Atenuação

Ao deparar-se com obstáculos, as ondas perdem energia; isso inclui neve, chuva, neblina e a própria atmosfera.

As ondas de baixa freqüência atravessam melhor os obstáculos.

Ondas curtas e de freqüência superior são absorvidas mais facilmente por objetos sólidos (paredes, chuva, neve).

Acima de 400 GHz a atmosfera é opaca, tornando inviável a transmissão.

Regulamentação

Devido ao alcance e ao fato de serem omnidirecionais, as freqüências são regulamentadas por orgãos como o FCC (Federal Communication Commission).

No Brasil, a autoridade regulamentadora é a ANATEL.

Existem faixas de freqüência que exigem licença para serem utilizadas. Outras faixas são de domínio público, e não exigem nenhuma autorização.

A utilização de uma freqüência licenciada tem um custo maior, mas garante melhor qualidade.

Modos de transmissão

As transmissões por RF podem ser feitas de duas maneiras:

Banda estreita (Narrow Band): utilizam uma única freqüência entre o transmissor e o receptor.

Espectro Amplo (Spread Spectrum): utiliza uma faixa de freqüências, dentro das quais a informação é transmitida. A distribuição da informação nas várias faixas utilizadas pode ser feita de duas maneiras:

Salto de freqüências (Frequency-hopping; FHSS)

Neste modo, a informação é transmitida utilizando alternadamente as várias freqüências da faixa utilizada, numa seqüência que deve ser conhecida pelo receptor. Caso esta seqüência for transmitida de modo confidencial, a transmissão terá certa medida de segurança.

Este método (em princípio) é utilizado em transmissões militares.

Seqüência direta (Direct Sequency; DSSS)

O sinal de dados é codificado por um sinal chamado pseudo-randômico (ou pseudo-noise), que também é um sinal binário, porém de freqüência maior que o sinal de dados.

O receptor deve realizar a operação inversa, aplicando ao sinal recebido o mesmo sinal codificador.

Tutorial sobre espalhamento espectral.

Benefícios	Considerações
Instalação relativamente fácil; vários equipamentos disponíveis	Pode requerer licenças e aprovações
Boa largura de banda	Moderadamente caras
Alta imunidade com FHSS e DSSS	Atenuação pode ser importante em baixas potências
Permite estações móveis	Vulnerável, se não houver codificação