Modulação

Modulação é um processo que pega um sinal simples (como uma onda senoidal) e codifica outro sinal dentro dele para transmitir informações. Ela permite que dados analógicos e digitais viajem por ondas de rádio, fios telefônicos e linhas de cabo coaxial. Os dispositivos que modulam e demodulam sinais para transmitir dados pela Internet são chamados de modems.

Primeiro, um circuito chamado modulador recebe um sinal de entrada, conhecido como sinal de modulação, que contém alguns dados a serem transmitidos. Esse sinal de modulação pode ser um dado analógico, como um sinal de áudio de um microfone, ou um sinal digital chamado fluxo de bits. O modulador combina o sinal de modulação com um sinal de frequência mais alta, chamado sinal portador ou onda portadora, alterando sua amplitude, frequência ou fase. Essa onda portadora viaja por um meio de transmissão, como ondas de rádio ou um fio de transmissão. Um demodulador na outra extremidade recebe o sinal e aplica um processo inverso para separar o sinal de modulação do sinal portador.

Modulação analógica

O uso mais comum da modulação analógica é transmitir sinais de rádio por longas distâncias. Ela costumava ser o principal método para enviar outros sinais, como televisão e comunicação de voz, mas esses sinais agora usam modulação digital.

Há três métodos principais usados para modular sinais analógicos:

• Modulação de amplitude (AM) modula um sinal tornando a amplitude da onda portadora mais forte ou mais fraca para transportar o sinal de modulação, enquanto a frequência da onda portadora permanece constante.
• Modulação de frequência (FM) modula um sinal mantendo a amplitude constante, mas alterando a frequência da onda portadora com base no sinal de modulação. FM é menos suscetível a interferências do que AM.
• Modulação de fase (PM) modula um sinal alterando a fase da onda portadora com base na amplitude do sinal de modulação. Tanto a amplitude quanto a frequência da onda portadora permanecem constantes.

Modulação digital

A modulação digital pode transmitir um fluxo de bits de dados digitais por meio de sinais analógicos, como por linhas telefônicas ou de cabo (usando modems), ou por sinais de rádio digitais (Wi-Fi, Bluetooth ou redes celulares).

Em vez de modular uma onda portadora para transportar outro sinal, a modulação digital modula a onda portadora para transmitir um fluxo de bits. A forma mais básica de modulação digital envia um bit por vez, alternando o sinal entre dois estados: ligado (1) e desligado (0). O número de vezes que um sinal modulado pode mudar por segundo é conhecido como taxa de baud.

Métodos mais avançados usam um alfabeto de modulação para transmitir dados com mais eficiência. Um alfabeto de modulação pode codificar vários bits em um único tom. Por exemplo, um método pode codificar grupos de 2 bits usando quatro tons distintos — um tom para 00, outro para 01, um terceiro para 10 e o quarto para 11. Um método que codifica 4 bits por vez usaria 16 tons diferentes.

Há muitos tipos de modulação digital, mas os tipos mais comuns são os seguintes:

• Modulação por deslocamento de fase (PSK) modula um sinal alterando a fase da onda portadora entre um conjunto finito de valores.
• Modulação por deslocamento de frequência (FSK) modula um sinal alterando a frequência da onda portadora entre um conjunto finito de frequências. A modulação por deslocamento de frequência de áudio (AFSK) é um método de modulação digital usado nos primeiros modems de computador.
• Modulação por deslocamento de amplitude (ASK) modula um sinal alterando a amplitude da onda portadora entre um conjunto finito de amplitudes. A modulação ASK transmite dados digitais por linhas de fibra óptica alterando a amplitude da luz enviada pelos cabos.
• Modulação de amplitude em quadratura (QAM) modula um sinal alterando a amplitude de duas ondas portadoras separadas que estão fora de fase uma em relação à outra. QAM faz parte da especificação de comunicação do Wi-Fi.