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Meio_Físico_Microondas

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97-Meio Físico Microondas

Visão Geral

As micro-ondas são uma forma de radiação eletromagnética que ocupa uma porção do espectro de radiofrequência (Meio_Físico_Rádio), geralmente definida como frequências entre 300 MHz (0.3 GHz) e 300 GHz. Como um meio físico não guiado (Meio_Físico_Não_Guiado), as micro-ondas são amplamente utilizadas para comunicações sem fio (Meio_Físico_Wireless), especialmente para links ponto a ponto de longa distância e comunicações por satélite. Devido às suas altas frequências, as micro-ondas podem transportar grandes quantidades de informação (alta largura de banda - Largura_de_Banda) e são altamente direcionais, permitindo que antenas foquem a energia em feixes estreitos. No entanto, elas requerem linha de visada (line-of-sight, LoS) entre as antenas transmissora e receptora e são mais suscetíveis a atenuação por chuva e obstáculos do que as ondas de rádio de frequência mais baixa.

Definição

O meio físico micro-ondas refere-se à utilização de ondas eletromagnéticas na faixa de micro-ondas (tipicamente 0.3 GHz a 300 GHz) para transmitir sinais de comunicação através do espaço livre. É caracterizado pela necessidade de linha de visada e pela capacidade de suportar altas taxas de dados.

Exemplos

  • Links Terrestres Ponto a Ponto: Usados por operadoras de telecomunicações para conectar torres de celular, backbones de rede ou interligar prédios corporativos onde passar fibra óptica é inviável. Utilizam antenas parabólicas altamente direcionais montadas em torres.
  • Comunicações por Satélite: Satélites em órbita geoestacionária (GEO), órbita terrestre média (MEO) ou órbita terrestre baixa (LEO) usam micro-ondas (em bandas como C, Ku, Ka) para retransmitir sinais de TV, telefone e dados sobre vastas áreas geográficas.
  • Radar: Sistemas de radar usam micro-ondas para detectar objetos.
  • Redes Wi-Fi (5 GHz / 6 GHz): As faixas superiores do Wi-Fi (802.11a/n/ac/ax) operam em frequências de micro-ondas (SHF - Meio_Físico_Rádio).
  • Redes Celulares (5G): Algumas implementações de 5G utilizam faixas de frequência de micro-ondas e ondas milimétricas para altíssima capacidade em curtas distâncias.
  • Fornos de Micro-ondas: Usam micro-ondas (tipicamente 2.45 GHz) para aquecer alimentos (e podem causar interferência em dispositivos Wi-Fi/Bluetooth na mesma faixa).

Características

  • Altas Frequências: 0.3 GHz a 300 GHz.
  • Alta Largura de Banda: Capaz de suportar taxas de dados muito altas.
  • Direcionalidade: Sinais podem ser focados em feixes estreitos usando antenas direcionais (parabólicas, de corneta).
  • Linha de Visada (LoS) Requerida: Transmissor e receptor precisam ter um caminho visual desobstruído entre eles (a curvatura da Terra limita o alcance terrestre).
  • Atenuação por Chuva (Rain Fade): Sinais de micro-ondas, especialmente em frequências mais altas (> 10 GHz), são significativamente atenuados pela chuva, neblina e neve.
  • Bloqueio por Obstáculos: Facilmente bloqueadas por edifícios, árvores e outros obstáculos sólidos.
  • Propagação: Viajam em linha reta.

Vantagens

  • Alta Largura de Banda: Permite transmitir grandes volumes de dados rapidamente.
  • Menor Custo que Cabos (em alguns cenários): Pode ser mais barato instalar um link de micro-ondas ponto a ponto do que passar cabos (especialmente fibra) em terrenos difíceis ou entre prédios.
  • Implantação Rápida: Links terrestres podem ser estabelecidos relativamente rápido.
  • Cobertura Global (Satélite): Satélites permitem comunicação em áreas remotas ou sobre oceanos.
  • Direcionalidade: Antenas direcionais reduzem a interferência e aumentam a segurança (mais difícil interceptar um feixe estreito).

Desvantagens

  • Requisito de Linha de Visada: Limita as aplicações terrestres pela distância (curvatura da Terra, obstáculos) e requer alinhamento cuidadoso das antenas.
  • Sensibilidade a Condições Atmosféricas: Chuva, neve e neblina podem degradar ou interromper o sinal (rain fade).
  • Custo de Infraestrutura: Torres, antenas direcionais e equipamentos de satélite podem ser caros.
  • Atraso de Propagação (Satélite): Satélites GEO introduzem um atraso significativo (latência) devido à grande distância que o sinal precisa percorrer.
  • Interferência: Embora direcionais, ainda podem sofrer interferência de outras fontes na mesma frequência.
  • Segurança: Embora mais seguro que rádio omnidirecional, o sinal ainda pode ser interceptado no ar.

Seção Expandida: Micro-ondas Terrestres vs. Satélite

  • Micro-ondas Terrestres:
    • Prós: Menor latência, maior largura de banda potencial (dependendo da frequência e distância), controle direto sobre a infraestrutura.
    • Contras: Alcance limitado pela linha de visada e curvatura da Terra (tipicamente 30-50 km entre torres), requer múltiplas estações repetidoras para longas distâncias.
  • Micro-ondas via Satélite:
    • Prós: Cobertura muito ampla (regional/global), útil para áreas remotas e comunicação broadcast.
    • Contras: Alta latência (especialmente GEO - ~250ms de ida, ~500ms ida e volta), largura de banda compartilhada e geralmente menor que terrestre, custo de lançamento e operação do satélite, dependência do operador do satélite.

Notas Relacionadas

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