MICRO-ONDAS NOMES: ADRIEL GOULART IAGO BIANQUINI OSMAR HOFMAN

Transcrição

1 MICRO-ONDAS NOMES: ADRIEL GOULART IAGO BIANQUINI OSMAR HOFMAN

2 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.

3 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.

4 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.

5 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.

6 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 = = 82 km

7 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.

8 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.

9 MICRO-ONDAS TERRESTRES(INTERNOS) São usadas também dentro de edificações, para as redes sem-fio. Exemplos: WI-FI e Bluetooth.

10 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

11 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.

12 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.

13 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.

14 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.

15 MEO Situados entre os anéis de Van Allen, a cerca de 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.

16 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.

17 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.

18 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.

19 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.

20 UTILIZAÇÃO Sua utilização é muito grande e variada, como em transmissão de TV e rádio, via satélite, radares, ligações internacionais e na indústria. Uma das aplicações mais conhecidas deste tipo de onda é no forno de micro-ondas.