Irrati-komunikazio

Irrati-komunikazioa uhin irrati-elektrikoen bidezko komunikazioa da. Irrati-uhinak (edo uhin irrati-elektrikoak) erradiazio elektromagnetiko mota bat dira. Espektro elektromagnetikoan, irrati uhinen uhin-luzera (λ) argi infragorriaren uhin-luzeraren gainetik dago.

Sarrera

Irudiak, soinuak eta informazioa distantzia luzeetara transmititzeko sortu zen irrati-komunikazioa. Transmisioa soinu-uhinen bidez egin daiteke, baina horrek desabantaila hauek ditu:

• Soinuaren abiadura 340 m/s-koa da airean.
• Soinua oso erraz oztopatu eta galtzen da.

Uhin elektromagnetikoek 100.000 Hz-etik gorako maiztasunak dituzte. Gizakientzako entzun ezinezkoak dira, eta ezaugarri hauek dituzte:

• Propagazio-abiadura 300.000 km/s-koa da.
• Uhin hauek edozein motatako oztopoak gaindi ditzakete. 

Arrazoi horiengatik, irrati-komunikazioa uhin elektromagnetikoen bidez egiten da. Bidalketa elektromagnetikoa egiteko, 300 GHz-etik beherako maiztasunak erabili behar dira, atmosferak arazoak sortzen dituelako maiztasun horietatik gora. Uhin-luzera kalkulatzeko (uhin sinusoidal batean), kontuan izan behar ditugu maiztasuna eta periodoa:

$$\lambda =v/f=vT$$

non λ uhin-luzera den (bi maximo kontsekutiboren arteko distantzia) , v uhinaren propagazio-abiadura, f maiztasuna eta T periodoa.

Frekuentziaren balioaren arabera sailkatu ohi dira maiztasun-bandak (maiztasun baxuenetatik terahertzetako maiztasunetara arte). Banda bakoitzaren sailkapena eta izena nazioarteko arauetan dago finkaturik, ondoko koadroan ikus daitekeen bezala.

Nazioarteko Arauak

Izena		Maiztasuna	Uhin-luzera airean	Erabilera-adibideak
TLF	< 3 Hz		>100 000 km		Neuronen jarduera
ELF	3 – 30 Hz		100.000 km – 10.000 km		Neuronak eta itsaspekontziak
SLF	30 – 300 Hz		10.000 km – 1000 km		Itsaspekoak
ULF	300 – 3000 Hz		1000 km – 100 km		Itsaspekoak eta komunikazio militarrak (Lurrean)
VLF	3 – 30 KHz		100 km – 10 km		Irrati-laguntza, eguraldi-seinaleak, geofisika
LF	30 – 300 KHz		10 km – 1 km		AM (uhin luzeak Europa eta Asian), RFID
MF	300 – 3000 KHz		1 km – 100 m		AM (uhin ertainak)
HF	3 – 30 MHz		100 m – 10 m		Radarra, telefono mugikorrak, uhin-laburreko irratidifusioa...
VHF	30 – 300 MHz		10 m – 1 m		FM, telebista, hegazkinekiko komunikazioa
UHF	300 – 3000 MHz		1 m – 100 mm		Telebista, mikrouhin-labeak, Bluetooth, haririk gabeko sareak
SHF	3 – 30 GHz		100 mm – 10 mm		Irrati-astronomia, satelite bidezko komunikazioa
EHF	30 – 300 GHz		10 mm – 1 mm		Maiztasun altuko mikrouhinen transmisioa, uhin milimetrikoetako eskanerrak
THz edo THF	300 – 3000 GHz		1 mm – 100 nm		Medikuntzako X izpien ondorengoak

Modulazio-teknikak

Demagun anplitude eta maiztasun jakineko uhin bat, uhin eramailea deiturikoa. Seinale periodiko bat hartuko dugu (uhin modulatzailea) eta gure uhin eramailearekin gainjarriko dugu. Seinaleak duen informazioak zenbait aldaketa sortuko ditu uhin eramailean, erabiltzen ari garen modulazioaren arabera:

• AM (anplitude-modulazioa) modulazioa erabiltzen ari bagara, seinale modulatuak aldaketak jasango ditu bere anplitudean. Modulazio mota hau seinale garraiatzailearen anplitudea aldatzean datza.
• FM (maiztasun-modulazioa) modulazioa erabiltzen ari bagara, seinale modulatuak aldaketak jasango ditu bere maiztasunean. AMrekin konparatuz, FMak soinuak errazago eta fidagarritasun handiagoz igortzen ditu.
• PM (fase edo angelu modulazioa) modulazioa erabiltzen ari bagara, seinale modulatuak aldaketak jasango ditu bere fasean.

Erabilera batzuk

Radarra

Hona hemen radar sistema ezagunenak:

• Distantzia neurtzekoak. Hauen helburua bi punturen arteko distantzia neurtzea da. Pultsu bat emititzen dute eta pultsu hori bueltan jasotzen dutenean, pultsua emititu den momentutik jaso den momentura arte pasatu den denbora kontuan hartuz, bi puntuen arteko distantzia zenbatekoa den kalkulatzen dute.
• Abiadura neurtzekoak. Radar hauek Doppler efektuan oinarritzen dira. Seinalearen maiztasun-aldaketa aztertzen dute eta aldaketa horrekin objektuaren abiadura kalkulatzen dute.
• Posizio-radarrak. Distantzia neurtzeko sistemen egokitzapen bat dira. Distantzia neurtzeko pultsuak 360º-tan igortzen dituzte; horrela, haien inguruan dauden objektuak detekta ditzakete.
• Metereologia arlokoak. Radar hauek, pultsuen maiztasuna egokituz, euria eta hodeiak detektatzeko egokitzen dira. 

Telefonia mugikorra

Telefonia mugikorra haririk gabeko telefonia da, bi zati nagusiz osatuta dagoena:

1. Komunikazio-sarea (telefonia mugikorrerako sarea)
2. Terminala (aipatutako sarera sartzea ahalbidetzen duena) eta zerbitzu hornitzaileak

Komunikazio-sarea

Komunikazio-sarea irrati-uhinak igortzen dituzten estazioez osatuta dago. Sare honek sakelakoak erabiltzea ahalbidetzen du, gailu eta estazioen artean komunikazioa sortzen baitu. Estazioek komunikazio-sisteman zehar igortzen dute mugikorretik jasotako informazioa, beste estazio batera eta beste mugikor batera helduz. Horrela, bi terminalen arteko komunikazioa sortzen da.

Telefonia mugikorreko estandarrak hauexek dira: 1G, 2G, 3G, 4G eta 5G.

• 1G. Europan sortu zen 1981ean. Sistema guztiz analogikoa da.
• 2G. SMSen erabilera eta prozesu guztia digitala izatea ahalbidetu zuen 1990ean.
• 3G. Estandar hau 2002an sortu zen eta 384 kbps-ko abiadurak lortu zituen. Horren ondorioz, interneterako konexioa izatea ahalbidetu zuen.
• 4G. Estandar hau 2010ean kaleratu zen. Asko hobetzen ditu 3Gak ematen dituen konexio-abiadurak.
• 5G. Estandar honen prototipoak 2010ean hasi ziren garatzen, 4Ga atera bezain laster. 2014an Samsungek probak egin zituen laborategietatik kanpo 7,5 Gbps-ko abiadurak lortuz.

LTDa

LTD (Lurreko Telebista Digitala), bideo eta audio-seinaleen kode bitarreko transmisio digitala da. Transmisio hau antena, kable edo sateliteen bidez egiten da. Teknologia digitala aplikatuz, hobekuntza handiak lortzen dira, hala nola kanal kopuru handiagoa, irudi-kalitate hobea, bereizmen handiko irudiak (HD 720p eta FullHD 1080p kanalak) eta soinu-kalitate oso onak (Dolby digital sistemekin: AC-3, Dolby Digital Plus: E-AC-3).

TDTaren estandarra DVB-T (Digital Video Broadcasting – Terrestrial) da. DVB-T estandar hau Europa osoan zehar erabiltzen da. Dena den, telebista digitaleko emisioak transmititzeko erabiltzen diren teknologien arabera bereizten dira estandar espezifikoak:

• DVB-T: “Digital Video Broadcasting – Terrestrial”, lurreko banaketa-sarearen seinaleaz baliatuta egiten diren emisioetan erabiltzen da.
• DVB-S: “Digital Video Broadcasting – Satellite”, satelite bidez egiten diren emisioak.
• DVB-C: “Digital Video Broadcasting – Cable”, kable edo zuntz optiko bidez egiten diren emisioak.
• DVB-H: “Digital Video Broadcasting Handheld”, DVB-T eta IP bidez orientatua dauden sareak konbinatzen dira, eta gailu mugikorrei telebista ikusteko ahalmena emateko erabiltzen da.
• DVB-ADSL: “Digital Video Broadcasting-ADSL”, ADSL bidezko telebista emisioa da.
• DAB: “Digital Audio Broadcasting”, audioa bakarrik emititzeko erabiltzen da.