Telecomunicações

Você certamente utiliza algum sistema de telecomunicações (televisão, telefone, internet, etc). Então você pode se perguntar, como é que esses sistemas funcionam? É considerável que a comunicação entre esses sistemas e os dispositivos eletrônicos utilizados por nós depende de padrões de transmissão, também conhecidos por sistema de transmissão. Mas, o que vem a ser um padrão desses? Por que é que os sistemas de telecomunicações precisam deles? Os padrões são especificações sobre como que devem ser organizados, por exemplo, sinais de áudio e cores para serem modulados, transmitidos e demodulados no dispositivo receptor. Por exemplo, os padrões analógicos mais conhecidos para os sistemas de TV são o NTSC e o PAL. A modulação de sinal é uma técnica utilizada na transmissão do sinal, isto é, através dela, se pode embutir os sinais de áudio e cores em ondas de rádio portadoras que são transmitidas de um emissor até um receptor (O receptor de sinal de TV pode ser um televisor). É importante considerar que no Brasil é adotada uma variação do PAL, o PAL-M, o que exige que o televisor tenha suporte ao padrão. Os televisores atualmente já vêm de fábrica com esses padrões implementados. Isto é, ao receber o sinal, o televisor deve identificar se o padrão recebido é NTSC ou PAL automaticamente para fazer a decodificação correta. O padrão adotado no Brasil para transmissão via TV digital é o ISDB-TB.

• NTSC: National Television Systems Committee (Comitê nacional dos sistemas de televisão);
• PAL: Phase Alternating Line (Linha de fase alternada);
• ISDB-T: Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial (serviço integrado de transmissão digital terrestre);

Para o projeto de um sistema de telecomunicação, é necessário decidir sobre se a modulação deve ser analógica ou ou digital, bem como, caso se trate de um sistema de TV digital, qual padrão de representação e compressão de vídeo adotar? Talvez o MPEG ou derivado dele. Outra questão é: uma vez os dados embutidos em ondas de rádio através do processo de modulação, como transmiti-los de um dispositivo emissor a um dispositivo receptor? Por quais meios? Conduto físico? Ar? Os sinais de luz infravermelho, ondas de rádio e microondas não dependem desses meios para se propagar! Eles se propagam até no vácuo.

É interessante considerar também que, os sinais transmitidos por torres e satélites, são ondas de rádio, logo, se propagam na velocidade da luz.

Modulação do sinal

A modulação de sinal é utilizada para se embutir (ou representar) dados em ondas de rádiofrequência, microondas ou ondas infravermelho. O sinal, após modulado, pode ser emitido por satélite, torre, controle remoto, roteador wireless, ou outro emissor. Para mais detalhes sobre modulação de sinal, visite: modulação de sinal.

Recepção do sinal de TV

Os televisores podem receber dados captados e transmitidos via antenas comuns. As antenas comuns recebem sinais propagados por torres de televisão que captam os sinais de satélite. Mas, você pode se perguntar: como que os sinais (ondas eletromagnéticas) são conduzidos até o televisor? Então, a antena é atingida pelo feixe de luz (ondas eletromagnéticas de rádio), isso é a recepção do sinal, e conduz as ondas eletromagnéticas recebidas por um cabo até o televisor. Em se tratando de antenas parabólicas, veja a imagem abaixo (adaptada de MESTREDOAZ) que ilustra o diagrama de irradiação de uma antena parabólica ponto focal:

Perceba na imagem acima que, ao chegar até a antena, a onda de rádio atinge o refletor parabólico que a irradia (reflete). Após isso, a onda de rádio irradiada atinge o iluminador e, então, é conduzida pelo cabo coaxial ligado ele, até o receptor de satélite que repassa o sinal na faixa de frequência correta para o televisor e este realiza a demodulação do sinal (processo de extrair das ondas recebidas os dados codificados). O tipo ponto focal se refere ao fato de a radiação ser irradiada para atingir um ponto focal: o iluminador.

Os receptores de satélite possuem também um software que permite a mudança do canal cuja faixa de frequência deve ser captada e interpretada. Assim, essa faixa de frequência a ser captada muda conforme mudamos de canal. Ou seja, quando o receptor está sintonizado a um determinado canal, o restante dos sinais fora da faixa de frequência do canal são ignorados. O receptor precisa repassar os sinais recebidos na faixa de frequência compreendida pelo canal de televisão configurado para redeber o sinal. Geralmente o canal 3 ou o 4 no televisor. A antena parabólica pode captar o sinal com mais qualidade que as antenas comuns e pode captar os sinais de todos os canais abertos. Já as antenas comuns, dependem de uma torre que, só retransmite os canais que ela estiver configurada para retransmitir.

Sinais de UHF e VHF

Os sinais VHF - Very High Frequence (Frequência muito alta) estão contidos no intervalo de frequência que varia de 30MHz a 300MHz e são geralmente utilizados por rádio FM e televisão. Já os sinais UHF - Ultra High Frequence (Ultra Alta-Frequência) são sinais contidos no intervalo de 300MHz a 3GHz e são utilizados por sistemas de TV em alta definição (HD), blutooth e wireless. O orgão do governo que regulamenta e fiscaliza o uso das faixas de frequência VHF e UHF, bem como outras faixas de frequência, é a ANATEL - Agência Nacional de Telecomunicações. Veja abaixo a imagem com informações fornecidas pela ANATEL sobre os intervalos de frequência reservados e seu uso por sistemas de telecomunicações (Imagem retirada de: brasilescola - radiofrequencia):

Formato de vídeo para TV digital

Ao receber os dados, o televisor conectado ao sistema de TV digital os decodifica, pois, contem um software em memória que o torna capaz de compreender o devido padrão de representação e compressão de vídeo que, geralmente, é o MPEG, ou um derivado dele. Entenda que o MPEG, assim como outros padrões de representação de dados por computadores, especifica como que os dados devem ser codificados em binário para, no caso de sistemas de TV, serem transportados por sinais modulados.

O MPEG é também utilizado para representação e leitura de alguns vídeos por programas de computador. O que mostra claramente que, a televisão com suporte a TV digital, tem em memória persistente (geralmente algum tipo de memória ROM) um software que compreende o padrão MPEG. Já foram fabricados também dispositivos conversores que, para televisores antigos, o mesmos convertem os dados representados em, por exemplo, MPEG e ISDB-TB como sistema de transmissão, para o padrão do sistema de transmissão analógico (NTSC, PAL-M, etc).

Padrão de vídeo e padrão de transmissão

Qualquer dado pode ser digitalizado e representado que em binário. Mas, para sistemas de TV digital, os dados são dados binários de vídeo. Entenda que os dados binários de vídeo podem ser codificados em MPEG. No entanto, há também os padrões de transmissão como o ISDB-TB que especifica o padrão de compressão de áudio e vídeo adotado, que pode ser o MPEG ou derivado, e o tipo de modulação digital, bem como, muitas outras coisas. Também há o tipo de modulação analógica associado a padrões como o NTSC e o PAL, entre outras especificações.

O sistema de telefonia móvel

Os sinais de telefonia móvel são transmitidos de um telefone a outro de modo que o que falamos ao telefone (que são ondas de som emitidas por nossas cordas vocais) pode ser digitalizado (em caso da adoção pelo sistema telefônico de um sistema de transmissão digital), ou não (em caso de sistema de transmissão analógico). Digitalizado ou não, o sinal tem influência em outro sinal, que é a onda portadora dos dados e, o sinal resultante dessa influência é, então, transmitido como onda de rádio. Ou seja, tem bastante semelhança com a transmissão de TV. Após gerados os sinais portadores representantes do audio (sinais modulados), eles são propagados pelo aparelho até esses sinais alcançarem a devida torre de telefonia. Então o sinal é transmitido até um centro de comutação móvel que determina a rota para o sinal seguir até chegar ao aparelho de destino. Após isso, o aparelho de destino faz o processo de demodulação de sinal, isto é, extrai os dados representantes do áudio. Após a demodulação, o dispositivo emite as ondas sonoras nas frequências que correspondem ao áudio capturado pelo telefone de origem.

A voz que ouvimos através do telefone, é uma emissão de ondas sonoras nas devidas frequências, conforme o sinal recebido.

Finalizando...

Então, fiz aqui uma pequena introdução as telecomunicações, espero ter esclarecido um pouco sobre o funcionamento dos sistemas de telecomunicações. Até a próxima!