Prof. Daniel Oliveira

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1 A camada física Prof. Daniel Oliveira

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3 Transmissão sem Fio O espectro eletromagnético O movimento de elétrons cria ondas eletromagnéticas que se propagam (inclusive no vácuo) O número de oscilações por segundo é chamado de freqüência (f) e medida em Hertz (Hz) A distância entre dois máximos ou dois mínimos consecutivos é chamada de comprimento de onda (λ)

4 Transmissão sem Fio

5 Transmissão sem Fio Espectro eletromagnético No vácuo todas as ondas eletromagnéticas propagam-se com a velocidade da luz. Assim, temos: λf = C Comprimento de onda x Freqüência da onda é igual a velocidade da luzno vácuo.

6 Transmissão sem Fio Espectro eletromagnético

7 Espectro eletromagnético O volume de informações que uma onda eletromagnética é capaz de transportar está diretamente relacionado à sua largura de banda. Quanto mais larga a banda, mais alta a taxa de dados. Como exemplo, considere a banda de 1,30 mícron. Nesse caso, temos λ= 1,3x10-6 e Δλ= 0,17x10-6 ; assim, Δf é aproximadamente 30 THz. A 8 bits/hz, por exemplo, teremos 240 Tbps.

8 Transmissão de rádio As ondas de rádio são fáceis de gerar, podem percorrer longas distâncias e penetrar facilmente nos prédios. São amplamente utilizadas para comunicação As ondas de rádio também são omnidirecionais

9 Transmissão de rádio Em baixas freqüências, as ondas atravessam obstáculos, mas a potência cai com inverso do quadrado da distância. Em altas freqüências tendem a viajar em linha reta e ricochetear nos obstáculos. Elas também são absorvidas pela chuva As ondas de rádio estão sujeitas à interferência de motores e outros equipamentos elétricos.

10 Transmissão de rádio Devido a alta capacidade de interferência entre as ondas e poderem percorrer grandes distâncias os governos exercem um rígido controle sobre as faixas de transmissão concedidos. Nas bandas VLF, LF e MF, as ondas de rádio se propagam perto do solo. Nas bandas HF e VHF, as ondas que se propagam ao longo do solo tendem a ser absorvidas pela terra, mas, as ondas que alcançam a ionosfera são refletidas de volta

11 Transmissão de rádio (a) Nas bandas VLF, VF e MF, as ondas de rádio obedecem à curvatura da Terra. (b) Na banda HF, elas ricocheteiam na ionosfera

12 Transmissão de microondas Acima de 100 MHz, as ondas trafegam praticamente em linha reta e, portanto, podem ser concentradas em uma faixa estreita A concentração de toda a energia em um pequeno feixe através de uma antena parabólica oferece uma relação sinal/ruído muito mais alta, mas as antenas de transmissão e recepção devem estar alinhadas com o máximo de precisão.

13 Transmissão de microondas Ao contrário das ondas de rádio nas freqüências mais baixas, as microondas não atravessam muito bem as paredes dos edifícios. As bandas de até 10 GHz agora são de uso rotineiro, i mas a partir de 4 GHz surge um novo problema: a absorção pela água. Em resumo, a comunicação por microondas é muito usada na telefonia à longa distância, em telefones celulares, na distribuição de sinais de televisão

14 Ondas de infravermelho São utilizadas para comunicação de curto alcance. São ondas direcionais que não atravessam objetos sólidos. Mas, por não atravessarem sólidos, um sistema instalado em um ambiente não interfere em um sistema em outro ambiente.

15 Fonte:

16 Satélites de comunicações um satélite de comunicações pode ser considerado um grande repetidor de microondas no céu. Ele contém diversos transponders. cada um deles ouve uma parte do espectro, amplifica os sinais de entrada e os transmite novamente em outra freqüência, para evitar interferência com o sinal de entrada

17 Satélites de comunicações Os feixes descendentes podem ser largos, cobrindo uma fração substancial da superfície terrestre, ou estreitos, cobrindo uma área com apenas centenas de quilômetros de diâmetro

18 Satélites de comunicações De acordo com a lei de Kepler, o período orbital de um satélite varia de acordo com o raio da órbita elevado à potência 3/2 Quanto mais alto o satélite, mais longo o período. Perto da superfície da Terra, o período é de cerca de 90 minutos. A uma altitude de aproximadamente km, o período é de 24 horas. Na altitude de km, o período é de cerca de um mês, como pode atestar qualquer pessoa que observe a Lua regularmente.

19 Satélites geoestacionários Em 1945, o escritor de ficção científica Arthur C. Clarke calculou que um satélite na altitude de km em órbita circular equatorial pareceria permanecer imóvel no céu. Com a tecnologia atual, não é muito inteligente ter satélites geoestacionários com espaçamento muito menor que 2 graus entre eles no plano equatorial de 360 graus, a fim de evitar interferência.

20 Satélites geoestacionários Com um espaçamento de 2 graus, só pode haver 360/2 = 180 desses satélites no céu ao mesmo tempo. No entanto, cada transponder pode usar várias freqüências e polarizações, com a finalidade de aumentar a largura de banda disponível.

21 Satélites geoestacionários Para evitar o caos total no céu, a alocação de slots de órbitas é feita pela ITU International Telecomunication Union. Os slots de órbita não são o único ponto de discórdia. As freqüências também são, porque as transmissões do satélite para a Terra (downlink) interferem com usuários de microondas.

22 Satélites geoestacionários Conseqüentemente, a ITU alocou certas bandas de freqüência para usuários de satélites

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