Claro que não foi por transmissões de voz ou vídeo que as comunicações rádio começaram.

Primeiro que tudo, utilizava-se o código Morse, só depois a voz e mais recentemente os modos digitais (RTTY, packet radio, etc...).

Código Morse

 Tudo começou pelo código Morse. Ainda as televisões, computadores e satélites não existiam quando a primeira transmissão de rádio intercontinental teve lugar; e antes da rádio, este código era utilizado em linhas telegráficas.

Ainda hoje existem hams que se divertem a comunicar através deste código.

O código Morse não é mais do que uma sequência/combinação de tons longos e breves, fortes e fracos ou altos e baixos.

A cada combinação de tons é atribuída uma letra do abecedário, dígitos e alguns símbolos de pontuação.

Consegue-se assim transmitir mensagens num código bastante fácil de implementar em termos práticos e não muito difícil de aprender.

Agora que existe uma linguagem básica de comunicação, falta apenas um meio de a transmitir; a esses meios chamam-se modos.

Um modo é uma técnica de modulação que permite estabelecer uma comunicação entre 2 ou mais pontos – as estações.

Modos Analógicos

CW (Continuous Wave)

 O modo mais simples de implementar num rádio é o CW (Continuous Wave).

Existe um oscilador local a trabalhar na frequência em que se pretende transmitir. Quando a linha está em descanso, isto é, não se está a transmitir, nada é transmitido. Caso contrário, transmite-se o sinal produzido pelo oscilador.

Ao fim e ao cabo, não é mais do que um simples interruptor normalmente aberto que, ao ser pressionado, fecha o circuito entre o oscilador e a antena.

O sinal transmitido tem a mesma amplitude enquanto o interruptor estiver fechado.

É uma implementação directa para o código Morse.

AM (Amplitude Modulation)

 Um modo mais evoluído que permite algumas facilidades acrescidas (como poder transmitir voz) é o AM (Amplitude Modulation).

Neste modo a amplitude da portadora (cuja frequência representa o “canal”) é modulada pelo sinal que contém a informação.

Para que os resultados sejam razoáveis, a frequência máxima do sinal modulante tem de ser, pelo menos, 10x inferior à frequência da portadora.

Isto traduz-se numa ocupação espectral menos eficiente relativamente ao CW (que, espectralmente, só ocupa uma risca) mas em contrapartida consegue-se transmitir voz sobre rádio com bastante boa qualidade.

No entanto, outros modos mais eficientes surgiram pelo que, hoje em dia, são poucos os entusiastas que ainda utilizam este tipo de modulação.

FM e PM (Angle Modulation)

 Tendo um sinal portador (uma onda sinusóidal na prática), duas propriedades podem ser moduladas: a amplitude, isto é a envolvente como em AM e a frequência (ou fase, visto estas estarem relacionadas). Esta última técnica chama-se genericamente AM (de Angle Modulation, não Amplitude Modulation). Dentro desta categoria surgem a FM (Frequency Modulation) e PM (Phase Modulation).

A modulação FM é, de longe, a mais utilizada hoje em dia.

Como foi dito antes, é por onde normalmente se inicia nas lides do rádioamadorismo.

O mesmo panorama reflecte-se na rádio comercial: já são poucas as transmissões em AM. Quase todas as estações emitem em FM usando um sinal com uma largura de banda maior (200kHz) que permite frequências de áudio desde 50Hz a 12kHz, ou seja, grande parte das frequências audíveis.

 Em relação aos outros modos anteriormente estudados, a modulação FM traz certas vantagens: ocupa menos banda que AM (normalmente uma banda estreita de 3‑20kHz o que normalmente é aceitável para voz), e a qualidade é melhor devido a uma maior imunidade ao ruído (estática).

Como desvantagem, há a maior complexidade do hardware (o que não afecta nada o preço final; de facto, por poucos contos de réis compra-se um simples receptor FM ao passo que os receptor AM, também devido a uma menor procura, são mais caros) e ao facto de ser necessário um sinal mais forte à entrada do receptor para obter um sinal com a qualidade característica do FM.

Para situações em que a relação sinal/ruído seja pequena, é utilizado um modo AM em que é retirada a portadora e apenas metade do espectro é transmitido: SC-SSB (Supressed Carrier – Single Side Band).

Para ligações distantes é preferível utilizar este modo em vez do FM.

Modos Digitais

 Tecnicamente, o modo CW também pode ser considerado um modo digital na medida em que se transmite uma mistura de ligado/desligado ou 0s e 1s.

Por seu lado, combinações apropriadas de 0s e 1s formam um código Morse; na verdade, muitas transmissões actuais utilizam Morse em mensagens geradas/descodificadas com o auxílio de dispositivos automáticos.

Este tipo de transmissão onde apenas existem 2 níveis de sinal – preto/branco, ligado/desligado, etc. – é designado digital (binário). Mas nada impede que sejam gerados sinais discretos com mais níveis: 3, 4, etc...

Claro que quantos mais se tiver para a codificação, menos símbolos são necessários para a mesma informação mas mais susceptível ao ruído fica o nosso sinal.

Usa-se geralmente uma transmissão binária pois é também nessa lógica que funcionam a esmagadora maioria dos computadores. De qualquer modo, a codificação noutra lógica não é difícil de concretizar.

RTTY – Radio TeleTYpe

 Uma das formas mais simples de comunicação digital é o rádio-terminal.

Através deste método, os caracteres escritos num terminal (ou PC) são codificados em sequências de 0s e 1s – tal como acontece no código Morse, excepto que com os PCs normalmente usa-se outra codificação: ASCII – que são utilizadas para controlar um dispositivo que gera as ondas rádio apropriadas. Pode mesmo utilizar-se um canal de voz e codificar os bits como duas frequências diferentes (modulação FSK).

Do outro lado do canal, um descodificador faz o trabalho inverso e os caracteres são escritos no terminal receptor.

 Dependendo da tecnologia, largura de banda, compressão, verificação de erros, etc, velocidades muito variadas podem ser obtidas. Trata-se do mesmo princípio de funcionamento dos actuais modems (que podem utilizar linhas telefónicas, canais com maior largura de banda como o cabo ou fibra óptica... ou então pelo ar).

 Foram vários os modos que surgiram após o aparecimento deste por forma a torna‑lo mais robusto aos erros e com maiores velocidades de transmissão.

Se, no caso de mensagens de texto, um caracter fica corrompido, o operador humano pode, no entanto, compreender a mensagem como nada de errado se tivesse passado.

O mesmo já não se passa quando se trata de transmitir informação binária, onde é impensável que seja uma pessoa a controlar a transmissão, isto é, a verificar se houve erros e se sim tentar corrigi-los.

AMTOR

 Nas comunicações RTTY normalmente apenas uma estação emite enquanto a outra escuta; logo, se a relação sinal/ruído for fraca ou, por qualquer razão, as condições de transmissão causarem erros, o emissor fica sem saber que houve erro e a mensagem pode ficar corrompida (isto caso não se envie informação redundante).

Um desse modos criados a pensar nestas situações foi o AMTOR.

A solução encontrada foi o receptor verificar se existiram erros – comparando um caracter de checksum enviado com o calculado localmente, p. ex. – e assinalar esse resultado ao emissor de modo a este repetir a mensagem (composta por uma breve cadeia de caracteres) ou passar à próxima. No fundo, existe um protocolo de hand-shaking.

O resultado é uma comunicação praticamente livre de erros em troca de uma velocidade ligeiramente menor e do facto de terem de existir 2 receptores e 2 emissores.

Esta técnica evoluiu, novos modos surgiram.

Packet Radio

 Um dos modos mais recentes e mais divulgados é o Packet Radio.

Este utiliza o código ASCII completo, suporta transmissões binárias e é isento de erros. Chama-se packet (“pacote”) porque os dados não são enviados em cadeia mas sim em pacotes que incluem não só os dados mas também um cabeçalho que contém diversas informações como: endereço de destino do pacote, controlo de erros e sinais requeridos pela entidade reguladora das comunicações rádio.

Existe hand-shacking entre o emissor e o receptor de modo a retransmitir um pacote caso este tenha chegado com erros ou nem chegado de todo.

Normalmente as estações comunicam directamente mas, caso a distância seja grande, podem ser utilizados retransmissores digitais (digipeaters)

Este é um modo muito usado porque foram definidos protocolos standards para as comunicações o que facilita o aparecimento de dispositivos mais modernos mas compatíveis com os anteriores. De facto, é possível utilizar-se o “mais que standard” protocolo TCP-IP.

As velocidades são uns meros 300 bits/s para portadoras abaixo dos 28 MHz (e mesmo assim com muitos erros) mas pode subir até 1200 bits/s, 9600 bits/s e superiores, caso se utilize portadoras acima dos 28 MHz (VHF).

Para os radioamadores, tudo abaixo dos 50 MHz é DC...

FAX, TV e APRS

 Uma das vantagens do digital é a versatilidade. Tanto podem ser transmitidos caracteres de texto, ficheiros, voz, imagem, fax, etc... a imaginação é o limite.

Como o mundo nunca dorme, existem já modos específicos para cada um destes casos.

Tal como no FAX comum, uma página é digitalizada linha a linha, ponto a ponto e cada amostra é codificada como preto ou branco e transmitida via rádio.

Quanto à televisão amadora, ATV, devido à electrónica envolvida e largura de banda necessária, só há pouco tempo está disponível para uso comum.

No entanto, devido também à potência necessária, foram definidos dois modos de imagem: FSTV (Fast Scan TV) e SSTV (Slow Scan TV).

Embora a qualidade da imagem do primeiro modo seja praticamente igual à de uma transmissão de TV comum, o segundo utiliza um menor número de imagens por segundo e uma resolução inferior o que permite poupar na banda.

Utilizando uma câmara de vídeo usual pode-se fazer videoconferência.

Claro que o mesmo pode ser feito através de um PC ligado a um emissor/receptor rádio, mas essa é a vantagem do digital.

 Finalmente, o APRS: Automatic Positioning Report System.

Já demonstrada em Portugal, esta técnica permite inserir pontos geográficos (para além da nossa posição, que pode ser obtida, p.ex., por GPS) numa base de dados, através de um PC/PDA.

Essa base de dados pode ser comum a uma central utilizando uma rede de digipeaters comunicando p.ex., por Packet Radio.

Estes pontos podem ser pontos importantes como hospitais, quartéis de bombeiros, protecção civil, estações metereológicas, esquadras de polícia, farmácias, etc, etc.

Para além disso, podem-se também criar pontos estáticos com indicação de direcção, como incêndios/fogos, tempestades/trovoadas, cheias/inundações, etc. Para cada ponto criado, pode ser dada uma direcção e outros dados.

Deste modo, as coordenadas dum ponto podem facilmente ser determinadas sem ir exactamente lá, se tiver 2 pontos com direcção: útil para localizar focos de incêndios.

Outros dados podem também ser enviados por uma estação meteorológica, como pressão atmosférica, precipitação, velocidade de vento, etc.

Os pontos introduzidos não necessitam de ser estáticos. Uma ambulância pode transmitir a sua posição à central.

Para evitar congestionamentos, o intervalo entre transmissões pode variar entre 30 segundos a 30 minutos; enquanto a ambulância deve transmitir a cada 30 segundos (o que, à velocidade que andam, até é pouco) já por exemplo um posto de policia pode refrescar os dados de 30 em 30 mins (não vai mudar de sítio...).  

 Setembro2005