{"id":120,"date":"2009-09-23T11:09:04","date_gmt":"2009-09-23T14:09:04","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.sarmento.eng.br\/2009\/09\/24\/congestionamento-invisivel-espectro-de-radio-frequencia\/"},"modified":"2009-09-27T23:06:21","modified_gmt":"2009-09-28T02:06:21","slug":"congestionamento-invisivel-espectro-de-radio-frequencia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/radio.sarmento.eng.br\/?p=120","title":{"rendered":"Congestionamento invis\u00edvel – Espectro de R\u00e1dio Frequ\u00eancia"},"content":{"rendered":"

A superlota\u00e7\u00e3o dos caminhos por onde viajam as ondas eletromagn\u00e9ticas que transportam um n\u00famero cada vez maior de sinais de r\u00e1dio, televis\u00e3o e telefone amea\u00e7a o sistema de comunica\u00e7\u00f5es de toda a Terra. Esquema sobre o uso das rotas do c\u00e9u.<\/strong><\/p>\n

H\u00e1 algo no ar al\u00e9m dos avi\u00f5es de carreira: a superlota\u00e7\u00e3o dos caminhos por onde viajam as ondas eletromagn\u00e9ticas que transportam um n\u00famero cada vez maior de sinais de r\u00e1dio, TV e telefone. Como desafogar esse tr\u00e2nsito<\/p>\n

Quando algu\u00e9m, dentro do \u00f4nibus ou do carro, \u00e9 obrigado a enfrentar o tr\u00e2nsito infernal de qualquer grande cidade n\u00e3o imagina que acima de sua cabe\u00e7a outro meio de transporte tamb\u00e9m disputa um espa\u00e7o cada vez mais concorrido. S\u00e3o as ondas eletromagn\u00e9ticas de variadas intensidades, amplitudes e freq\u00fc\u00eancias, que v\u00e3o e v\u00eam carregando todo tipo de mensagens e imagens. N\u00e3o se pode v\u00ea-las, mas elas est\u00e3o l\u00e1, assim como em toda parte ao redor do mundo certos tipos de ondas, como algumas de radiodifus\u00e3o e todas as de televis\u00e3o, conseguem atravessar a ionosfera terrestre, a 100 mil metros de altitude, e se propagar pelo Cosmo.<\/p>\n

\u00c9 muito dif\u00edcil estimar o n\u00famero de todos os tipos de ondas eletromagn\u00e9ticas que trafegam pela atmosfera. Para se ter uma id\u00e9ia basta pensar que existem dezenas de milhares de esta\u00e7\u00f5es de radiodifus\u00e3o e pouco mais de mil esta\u00e7\u00f5es de TV espalhadas pelo mundo. Somem-se a esse n\u00famero os milh\u00f5es de aparelhos de radiocomunica\u00e7\u00e3o instalados em avi\u00f5es civis e militares, navios, carros de pol\u00edcia e de bombeiros, ambul\u00e2ncias, radioamadores e servi\u00e7os de telecomunica\u00e7\u00f5es estatais e privados via sat\u00e9lite. Se todas as ondas eletromagn\u00e9ticas fossem vis\u00edveis a olho nu, o mundo certamente ficaria irreconhec\u00edvel.<\/p>\n

O atual congestionamento do espectro eletromagn\u00e9tico \u00e9 uma boa medida da necessidade de comunica\u00e7\u00e3o entre as pessoas. Desde os primeiros passos da civiliza\u00e7\u00e3o, essa necessidade levou o homem a criar meios de enviar mensagens a dist\u00e2ncia. Para trocar informa\u00e7\u00f5es, enviar not\u00edcias e sauda\u00e7\u00f5es j\u00e1 foram usadas as mais diversas formas de comunica\u00e7\u00e3o, como pombos-correio, nuvens de fuma\u00e7a ou mensageiros a cavalo, em carro\u00e7as ou em navios. H\u00e1 n\u00e3o mais de cem anos uma mensagem demorava cerca de um m\u00eas para ir de navio do Ocidente ao Jap\u00e3o. At\u00e9 que em 1864 James Clerk Maxwell, professor de F\u00edsica experimental em Cambridge, na Inglaterra, provou que uma corrente el\u00e9trica poderia se propagar \u00e0 velocidade da luz (300 mil quil\u00f4metros por segundo) na forma de ondas.<\/p>\n

Pouco tempo depois. em 1888, o f\u00edsico alem\u00e3o Heinrich Hertz demonstrou que a previs\u00e3o de Maxwell era verdadeira. Mas foi o f\u00edsico italiano Guglielmo Marconi quem primeiro usou as ondas eletromagn\u00e9ticas em 1901 para transmitir uma mensagem atrav\u00e9s do Oceano Atl\u00e2ntico. O eletromagnetismo \u00e9 uma das quatro for\u00e7as fundamentais que comp\u00f5em o Universo junto com a gravita\u00e7\u00e3o e as intera\u00e7\u00f5es nucleares forte e fraca. Uma forma de enxergar o campo magn\u00e9tico (um dos componentes das ondas eletromagn\u00e9ticas) \u00e9 fazer a velha experi\u00eancia escolar de espalhar limalha de ferro numa cartolina e colocar sobre ela uma barra de \u00edm\u00e3 imediatamente as min\u00fasculas part\u00edculas met\u00e1licas se alinham ao longo do campo.<\/p>\n

Embora ainda n\u00e3o se conhe\u00e7a tudo sobre essa energia, ela tem sido amplamente explorada nos \u00faltimos cinq\u00fcenta anos. Depois que se descobriu que uma onda eletromagn\u00e9tica pode se propagar por longas dist\u00e2ncias, o desafio tem sido o de aperfei\u00e7oar t\u00e9cnicas para faz\u00ea-la carregar uma quantidade cada vez maior de informa\u00e7\u00e3o mais e mais longe. Essa onda \u00e9 chamada portadora porque transporta uma mensagem embutida na varia\u00e7\u00e3o de sua amplitude e na freq\u00fc\u00eancia com que oscila. Para algu\u00e9m transmitir um sinal qualquer basta fazer com que um pulso de corrente el\u00e9trica passe por uma antena. Como a energia el\u00e9trica pode ser uma corrente alternada porque est\u00e1 constantemente alternando sua polariza\u00e7\u00e3o, entre positivo e negativo , no momento em que o pulso \u00e9 positivo a corrente provoca uma oscila\u00e7\u00e3o magn\u00e9tica no campo \u00e0 volta da antena em certo sentido. Quando o pulso fica negativo, a oscila\u00e7\u00e3o \u00e9 no sentido oposto. Assim, a const\u00e2ncia desse movimento alternado cria uma onda.<\/p>\n

A grande id\u00e9ia de Marconi foi a de influir nos pulsos el\u00e9tricos que passam pela antena de forma similar \u00e0s batidas dos tambores usados para enviar mensagens entre tribos africanas. Aumentar e diminuir a velocidade das batidas dos pulsos (ou seu ciclo) altera a freq\u00fc\u00eancia com que a onda eletromagn\u00e9tica sobe e desce. Da mesma forma que aumentar e diminuir a for\u00e7a do pulso interfere no tamanho da onda. Foi a Primeira Guerra Mundial que desencadeou a explora\u00e7\u00e3o das freq\u00fc\u00eancias de ondas de r\u00e1dio como meio de comunica\u00e7\u00e3o, com a produ\u00e7\u00e3o em massa de transmissores e receptores encomendados pelos ex\u00e9rcitos em conflito. Foi tamb\u00e9m a partir da\u00ed que a atividade radiof\u00f4nica come\u00e7ou a ser controlada pelos governos.<\/p>\n

No final dos anos 20, somente nos Estados Unidos j\u00e1 existiam 732 esta\u00e7\u00f5es transmissoras de programas de r\u00e1dio que, particularmente nas maiores cidades, sobrepunham suas ondas umas \u00e0s outras, criando interfer\u00eancias que tornavam incompreens\u00edvel a recep\u00e7\u00e3o. Para p\u00f4r ordem nessa torre de Babel, as autoridades come\u00e7aram ent\u00e3o a regulamentar o uso do que se chamava impropriamente o “\u00e9ter” (os espa\u00e7os por onde as ondas se propagam). O r\u00e1pido crescimento do n\u00famero de esta\u00e7\u00f5es de radiodifus\u00e3o mostrou que as ondas eletromagn\u00e9ticas s\u00e3o um recurso limitado, que, se n\u00e3o for bem distribu\u00eddo, gera uma grande confus\u00e3o. \u00c9 um recurso natural tanto quanto o s\u00e3o a \u00e1gua e o ar.<\/p>\n

A rigor, as ondas servem da mesma forma que as embalagens de produtos das prateleiras dos supermercados: as latas de ervilha devem conter ervilhas que ser\u00e3o compradas por quem quer consumir ervilhas. O fabricante de xampu n\u00e3o pode usar uma lata de ervilhas para vender seu produto pela simples raz\u00e3o de que quem estiver precisando de xampu n\u00e3o vai busc\u00e1-lo na prateleira de latas de ervilhas. Como as ondas eletromagn\u00e9ticas s\u00e3o utilizadas para o transporte de todo tipo de comunica\u00e7\u00e3o, podem ser entendidas como embalagens de produtos muito diferentes. Basta imaginar como seria absurdo um piloto de linha a\u00e9rea ligar o aparelho de comunica\u00e7\u00e3o do avi\u00e3o e ouvir m\u00fasica de uma esta\u00e7\u00e3o de r\u00e1dio comercial em vez das instru\u00e7\u00f5es do controlador de v\u00f4o do aeroporto.<\/p>\n

Para evitar desastres como esse, a solu\u00e7\u00e3o foi definir um tipo de onda para cada tipo de usu\u00e1rio. Disciplinou-se o uso do espectro das ondas eletromagn\u00e9ticas: uma distribui\u00e7\u00e3o dessas ondas de acordo com a freq\u00fc\u00eancia. \u00c9 uma escala dividida em bandas ou faixas ocupadas por ondas que v\u00e3o das freq\u00fc\u00eancias mais baixas, 30 ciclos por segundo ou 30 hertz (em homenagem ao cientista alem\u00e3o) at\u00e9 as mais altas de 300 gigahertz ou 300 bilh\u00f5es de hertz. As ondas curtas e m\u00e9dias s\u00e3o refletidas pela ionosfera e por isso mesmo usadas pelos servi\u00e7os de radiodifus\u00e3o que desejam atingir locais distantes geralmente esta\u00e7\u00f5es de r\u00e1dio estatais, como a Radiobr\u00e1s com sua Voz do Brasil, a Voz da Am\u00e9rica, do governo americano, ou a emissora p\u00fablica BBC de Londres.<\/p>\n

Da mesma forma fazem os radioamadores, cujos equipamentos t\u00eam pot\u00eancia para alcan\u00e7ar outros pa\u00edses. As telecomunica\u00e7\u00f5es via sat\u00e9lite, por sua vez, usam freq\u00fc\u00eancias extremamente altas, chamadas microondas, porque conseguem atravessar todas as camadas da atmosfera. Portanto, cada usu\u00e1rio deve utilizar determinada faixa de comprimento de onda, ou faixa de freq\u00fc\u00eancia, alocada para o fim a que ele se prop\u00f5e. A divis\u00e3o desse espectro foi definida por um acordo internacional de 1959, mas desde ent\u00e3o sucessivas reuni\u00f5es da Uni\u00e3o Internacional de Telecomunica\u00e7\u00f5es (UIT), ligada \u00e0 ONU, t\u00eam aperfei\u00e7oado e realocado algumas faixas na medida da evolu\u00e7\u00e3o da tecnologia. Embora o espectro da UIT tenha limites bem definidos, cada pa\u00eds membro da organiza\u00e7\u00e3o estabeleceu pequenas varia\u00e7\u00f5es de acordo com suas pr\u00f3prias necessidades.<\/p>\n

Como se pode perceber na escala do espectro brasileiro, algumas faixas j\u00e1 est\u00e3o bastante congestionadas. Em S\u00e3o Paulo, onde existe o maior fluxo de telecomunica\u00e7\u00f5es do pa\u00eds, na faixa de freq\u00fc\u00eancias muito altas (VHF. do ingl\u00eas very high frequencies), que vai de 30 megahertz (30 milh\u00f5es de hertz) at\u00e9 300 megahertz. n\u00e3o cabe mais nada. \u00c9 por ela que s\u00e3o transmitidos os sinais de televis\u00e3o VHF, como os da Rede Globo ou os do SBT, de algumas esta\u00e7\u00f5es de r\u00e1dio FM (freq\u00fc\u00eancia modulada) e ainda comunica\u00e7\u00f5es de navios, avi\u00f5es e at\u00e9 de alguns radioamadores. Embora uma imagem de TV precise de um total de 6 megahertz (MHz), tanto na faixa de VHF como na de UHF (ultra high frequencies, dos 300 MHz at\u00e9 os 3 GHz gigahertz), cabem de fato apenas sete canais na faixa de VHF e pouco mais de dez na de UHF.<\/p>\n

Isso porque, al\u00e9m de serem obrigados a compartilhar esse espa\u00e7o com outros servi\u00e7os, os canais receberam do governo mais 6 MHz para que n\u00e3o houvesse interfer\u00eancia entre um e outro, o que inevitavelmente aconteceria se existissem emissoras do 2 ao 13. Sendo assim. quem deseja a concess\u00e3o de uma nova esta\u00e7\u00e3o de TV em S\u00e3o Paulo precisa utilizar as UHF, como j\u00e1 \u00e9 o caso da TV +, que ocupa o canal 29, e a TV Jovem Pan, canal 16, ainda em car\u00e1ter experimental. Este ano dever\u00e3o estar no ar mais dois ou tr\u00eas canais em UHF, entre eles o 32 da TV Abril.<\/p>\n

Embora a situa\u00e7\u00e3o de S\u00e3o Paulo n\u00e3o seja a mesma em todo o pa\u00eds, o espectro brasileiro j\u00e1 encontra alguma dificuldade para acomodar todas as transforma\u00e7\u00f5es pelas quais as telecomunica\u00e7\u00f5es passaram nos \u00faltimos vinte anos. Tanto que o mapa da distribui\u00e7\u00e3o de servi\u00e7os por faixas de onda est\u00e1 sendo revisto pelo Dentel, \u00f3rg\u00e3o do Minist\u00e9rio das Comunica\u00e7\u00f5es que regula o assunto. Algumas faixas j\u00e1 foram redefinidas. “O mapa mais atualizado e dispon\u00edvel \u00e9 de 1975 e de l\u00e1 para c\u00e1 muita coisa mudou, como as comunica\u00e7\u00f5es no meio rural, por exemplo, explica Ivan Pereira Pena, diretor da \u00e1rea de telecomunica\u00e7\u00f5es do Dentel. Como a telefonia rural ainda \u00e9 muito prec\u00e1ria, os fazendeiros se comunicam por r\u00e1dio, numa determinada freq\u00fc\u00eancia que. evidentemente, n\u00e3o pode ser p\u00fablica.<\/p>\n

O exemplo do congestionamento paulista, por\u00e9m, nem chega perto da situa\u00e7\u00e3o muito mais estrangulada do espectro americano. Nos Estados Unidos, no caso das TVs, al\u00e9m da ocupa\u00e7\u00e3o total da faixa de VHF em quase todas as grandes cidades, boa parte das UHF tamb\u00e9m est\u00e3o sendo usadas. Outros tipos de servi\u00e7o criam um aperto ainda mais dif\u00edcil de administrar. Apenas o governo, incluindo as for\u00e7as armadas, utiliza boa parte do espectro para telecomunica\u00e7\u00f5es reservadas. Pesquisas cient\u00edficas em Radioastronomia, outro tanto. O caso da telefonia m\u00f3vel \u00e9 bem representativo. Esse tipo de telefone funciona \u00e0 base de ondas de r\u00e1dio, geralmente em VHF, e pode ser transportado para todo lugar, dentro do carro ou at\u00e9 mesmo na pasta. A demanda pela telefonia m\u00f3vel cresceu muito nos Estados Unidos nos \u00faltimos anos; para atend\u00ea-la, as companhias telef\u00f4nicas reivindicam a ocupa\u00e7\u00e3o de faixas de UHF, em sua maior parte originalmente destinadas \u00e0s redes de TV.<\/p>\n

Concorrem por esse mesmo espa\u00e7o os servi\u00e7os de radiofonia m\u00f3vel que atendem \u00e0 pol\u00edcia e aos bombeiros. Sem falar nas grandes redes de TV que querem investir na HDTV televis\u00e3o de alta defini\u00e7\u00e3o. \u00c9 que a HDTV, ainda em desenvolvimento, precisar\u00e1 de faixas 50 a 100 por cento maiores que as das televis\u00f5es comuns. Embora tamb\u00e9m o brasileiro ainda esteja distante da maravilha que ser\u00e1 a HDTV, est\u00e1 pr\u00f3ximo de usufruir a comodidade da telefonia m\u00f3vel. No ano passado, o governo abriu concorr\u00eancia para que empresas privadas comecem a explorar esse mercado em S\u00e3o Paulo, Rio de Janeiro e Bras\u00edlia. Ainda n\u00e3o existe decis\u00e3o oficial acerca da faixa de onda a ser usada por esses telefones, mas \u00e9 muito prov\u00e1vel que seja em UHF.<\/p>\n

Como a tend\u00eancia geral \u00e9 aumentar o n\u00famero de usu\u00e1rios de um espa\u00e7o que fisicamente n\u00e3o pode crescer, governos e universidades de v\u00e1rios pa\u00edses, entre eles o Brasil, est\u00e3o patrocinando estudos para maximizar o aproveitamento do espectro. Uma hip\u00f3tese \u00e9 a digitaliza\u00e7\u00e3o de sinais transformar os sinais de r\u00e1dio e TV em sinais digitais, a linguagem usada pelos computadores , o que reduziria bastante o espa\u00e7o ocupado por uma transmiss\u00e3o. Mas ainda resta desenvolver tecnologia de baixo custo para esse fim. “O maior desafio \u00e9 definir uma tecnologia que possa ser produzida em massa”, observa Joseph Straubhaar, professor do Departamento de Telecomunica\u00e7\u00f5es da Universidade do Estado de Michigan, temporariamente lecionando na Universidade de S\u00e3o Paulo. Enquanto isso n\u00e3o acontece, existe uma alternativa que pode desafogar bastante o congestionamento do espectro: o uso dos cabos de fibra \u00f3tica, capazes de transportar quantidades colossais de dados por um fio de fibra de vidro da espessura de um cabelo, sem ocupar o espectro eletromagn\u00e9tico no meio ambiente.<\/p>\n

Para saber mais:<\/p>\n

A revolu\u00e7\u00e3o das pizzas<\/p>\n

(SUPER n\u00famero 3, ano 9)<\/strong><\/p>\n

Confus\u00e3o ganha a guerra eletr\u00f4nica<\/em><\/p>\n

Nos momentos finais da Segunda Guerra Mundial, o primeiro-ministro brit\u00e2nico Winston Churchill previu que os futuros conflitos passariam a ser travados principalmente entre engenheiros eletr\u00f4nicos militares. Quarenta anos depois, os fatos lhe d\u00e3o raz\u00e3o: o novo campo de batalha \u00e9 efetivamente o espectro eletromagn\u00e9tico. Mas, ao contr\u00e1rio da distribui\u00e7\u00e3o organizada que existe entre os usu\u00e1rios dos servi\u00e7os pac\u00edficos, \u00e9 justamente a confus\u00e3o o que mais interessa aos guerreiros eletr\u00f4nicos. Foi assim que os argentinos conseguiram p\u00f4r a pique o navio brit\u00e2nico Sheffield na Guerra das Malvinas, em 1982.<\/p>\n

Um ca\u00e7a supers\u00f4nico argentino Etendard localizou o Sheffield utilizando um sinal de radar com ondas eletromagn\u00e9ticas t\u00e3o precisas e potentes que os marinheiros ingleses o confundiram com os sinais de radar de seus pr\u00f3prios ca\u00e7as Harrier. Depois foi s\u00f3 lan\u00e7ar um missil Exocet tamb\u00e9m equipado com um sofisticado sistema de orienta\u00e7\u00e3o eletr\u00f4nica. O radar do Sheffield apenas percebeu seu engano segundos antes do impacto. Na guerra eletr\u00f4nica as melhores armas s\u00e3o as que conseguem fazer o melhor uso de determinadas faixas de ondas. Como a informa\u00e7\u00e3o r\u00e1pida e exata \u00e9 imprescind\u00edvel at\u00e9 mesmo para a menor das unidades de combate, ganha quem possuir os equipamentos com os quais se possa comunicar sem que o inimigo interfira.<\/p>\n

Fonte:<\/strong><\/p>\n

http:\/\/super.abril.com.br\/superarquivo\/1990\/conteudo_111905.shtml<\/a><\/p>\n


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