Irrati-komunikazio

[thumb|upright=1.3|[Albuquerque|Albuquerquetik gertu (Mexiko Berria, Estatu Batuak) Sandia Peak-en hainbat irrati-antena dituen antena-parke bat]]
**Irrati-komunikazioa** irrati-uhin 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.

Irratia irrati-uhinak erabiliz komunikatzeko teknologia da. Irrati-uhinak 3 hertz (Hz) eta 300 gigahertz (GHz) arteko maiztasuneko uhin elektromagnetikoak dira. Antena bati konektatutako transmisore izeneko gailu elektroniko batek sortzen ditu, eta horrek uhinak igortzen ditu. Irrati-hartzaile bati konektatutako beste antena batzuek jaso ditzakete; hau da irrati-komunikazioaren oinarrizko printzipioa. Komunikaziorako gain, irratia radarrerako, irrati-nabigaziorako, urruneko-kontrolerako, teledetekziorako eta beste aplikazio batzuetarako erabiltzen da.

Irrati bidezko komunikazioan, irrati eta telebistako emankizunetan, telefono mugikorretan, bi norabideko irratietan, haririk gabeko sareetan eta satelite bidezko komunikazioan eta beste hainbat erabileraren artean, irrati-uhinak erabiltzen dira informazioa, espazioan zehar, igorle batetik hartzaile batera eramateko igorlean irrati-seinalea modulatuz (informazio-seinalea irrati-uhinean inprimatuz eta uhinaren alderdiren bat aldatuz). Radarrean, hegazkinak, itsasontziak, espazio-ontziak eta misilak gisako objektuak kokatu eta jarraitzeko erabiltzen den radar-igorle batek igorritako irrati-uhinen izpi bat helburuko objektuan islatzen da, eta islatutako uhinek objektuaren kokapena erakusten diote normalean igorlearekin batera kokatuta dagoen hartzaile bati. Irrati-nabigazio sistemetan, hala nola GPS eta VOR, nabigazio-tresna mugikor batek irrati-seinaleak jasotzen ditu hainbat nabigazio-irrati balizatatik, eta, irrati-uhinen iristeko denbora zehatz-mehatz neurtuz, hargailuak Lurrean duen posizioa kalkula dezake. Haririk gabeko irrati-urrutiko aginte gailuetan, hala nola, drone, garaje ate irekitzaile eta giltzarik gabeko sarrera sistemak, kontrolatzaile gailu batetik igorritako irrati-seinaleek urruneko gailu baten ekintzak kontrolatzen dituzte.

Irrati-uhinen existentzia Heinrich Hertz fisikari alemaniarrak frogatu zuen lehen aldiz, 1886ko azaroaren 11n. 1890eko hamarkadaren erdialdean, fisikariek uhin elektromagnetikoak aztertzeko erabiltzen zituzten tekniketan oinarrituta, Guglielmo Marconi fisikari italiarrak distantzia luzeko irrati-komunikaziorako lehen aparatua garatu zuen haririk gabeko mezu bat bidaliz Morse kodez kilometro bat baino gehiagora zegoen hartzaile bati 1895ean, eta lehen seinale transatlantikoa 1901eko abenduaren 12an. Lehen irrati-emankizun komertziala 1920ko azaroaren 2an eman zen Harding-Cox aukeraketa presidentzialen zuzeneko emaitzak Westinghouse Electric and Manufacturing Company-k Pittsburghen eman zituenean, KDKA dei-seinalearekin.

Irrati-uhinen igorpena legez arautzen da, Telekomunikazioen Batasun Internazionalak (ITU ingelesez) koordinatuta, eta horrek irrati-espektroan maiztasun-bandak esleitzen ditu hainbat erabileratarako.

## 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 horiek 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 daitekeenez.

## Historia 
[thumb|[Nikola Tesla|Tesla, korrontearen hari gabeko transmisioaren erabilera posibleak probatzen.]]
Uhin elektromagnetikoen hedapenaren oinarri teorikoak James Clerk Maxwell-ek eta Heinrich Rudolf Hertz-ek deskribatu zituzten lehen aldiz, 1886 eta 1888 artean, Maxwell-en teoria esperimentalki baliozkotu zuen lehena izan zen.

Zaila da irratiaren asmakuntza pertsona bakar bati egoztea. Esaten da hainbat herrialdetan asmatu zutela aldi berean: Aleksandr Stepánovich Popovek bere lehen erakustaldiak San Petersburgon egin zituen, Errusian; Nikola Teslak Saint Louisen (Missouri) eta Guglielmo Marconik  Erresuma Batuan.

Irrati uhinen bidezko lehen komunikazio-sistema praktikoa Guglielmo Marconi ingeniariarena izan zen, 1901ean lehen emisio transatlantiko erradioelektrikoa egin zuena gutxi ezagutzen den Nikola Tesla zientzialariaren diseinuak erabiliz.

Hala ere, irratiaren lehen patentea Nikola Teslak egin zuen, seguruenik irrati bidezko komunikazio-sistemaren lehen asmatzailea, eta hala aitortu zion Estatu Batuetako patente-bulegoak.

## Teknologia
Irrati-uhinak azelerazioa jasaten duten karga elektrikoek irradiatzen dituzte. Denboran aldatzen diren korronte elektrikoek sortzen dituzte artifizialki, eta antena izeneko eroale metaliko batean aurrera eta atzera dabiltzan elektroiek osatuta.

Igorle-antenatik urrundu ahala, irrati-uhinak sakabanatu egiten dira, eta haien seinale-indarraren intentsitatea (metro karratuko wattetan) gutxitzen da; beraz, irrati-transmisioak igorlearen eremu mugatu batean bakarrik jaso daitezke; distantzia, izan ere, igorlearen potentziaren, antenaren erradiazio-ereduaren, hartzailearen sentikortasunaren, atzeko plano-zarata mailaren eta igorlearen eta hartzailearen arteko oztopoen presentziaren araberakoa da. Antena omnidirekzional batek irrati-uhinak norabide guztietan transmititzen edo jasotzen ditu, eta antena direkzional batek, berriz, irrati-uhinak norabide jakin baten norabidean transmititzen ditu, edo norabide bakarretik jasotzen ditu uhinak.

Irrati-uhinak, hutsean, argiaren abiaduran bidaiatzen dute, eta abiadura zertxobait txikiagoan airean.

Irrati-uhinez gain, beste uhin elektromagnetiko mota batzuek (infragorriak, argi ikusgaia, ultramorea, X izpiak eta gamma izpiak) informazioa eraman, eta komunikaziorako erabil daitezke. Irrati-uhinen erabilera zabala telekomunikazioetan, batez ere uhin-luzera luzeagoek eragindako hedapen-propietate desiragarriengatik da. Modulazio-seinalea izan daiteke: mikrofono batetik datorren soinua irudikatzen duen audio-seinalea; bideo-kamera batetik datozen irudi mugikorrak irudikatzen dituen bideo-seinalea, edo ordenagailu batetik datozen datu bitarrak irudikatzen dituzten bit-segida batez osatutako seinale digitala. Modulazio-seinalea irrati-igorle bati aplikatzen zaio. Transmisorean, osziladore elektroniko batek irrati-maiztasun batean oszilatzen duen korronte alternoa sortzen du, uhin eramaile deitua, informazioa airean zehar garraiatzen duten irrati-uhinak sortzeko balio duelako. Modulazio-seinalea eramailea modulatzeko erabiltzen da, eramaile-uhinaren alderdi batzuk aldatuz eta modulazio-seinaleko informazioa eramaileari inprimatuz. Irrati-sistema ezberdinek modulazio-metodo desberdinak erabiltzen dituzte:

* Anplitude modulazioa (AM): AM transmisore batean, irrati-eramaile uhinaren anplitudea (indarra) modulazio-seinalearen arabera aldatzen da.

Beste modulazio mota asko ere erabiltzen dira. Mota batzuetan, eramaile-uhinaren iragazkortasuna isilarazten da, eta modulazio albo-banda bat edo biak bakarrik transmititzen dira.

Eramaile modulatua transmisorean anplifikatzen da, eta antena igorle bati aplikatzen zaio, zeinak energia irrati-uhin gisa igortzen duen. Irrati-uhinek informazioa hartzailera garraiatzen dute. Hartzailean, irrati-uhinak oszilazio-tentsio txiki bat induzitzen du hartzaile-antenan eta korrontearen erreplika ahulagoa igorle-antenan.

## Erregulazioa 
Uhinak erabiltzaile askok banatzen dituzten baliabide batzuk dira. Eremu berean eta maiztasun berean transmititzen saiatzen diren bi irrati-transmisorek interferentzia egingo diote elkarri harrera nahasia eraginez; beraz, bi transmisioetako bat bera ere ezingo da argi jaso. Irrati-transmisioetako interferentziek, kostu ekonomiko handia izateaz gain, erabiltzaileen bizitza arriskuan jar dezakete, adibidez, larrialdiko komunikazioetan edo aire-trafikoaren kontrolean interferentziak daudenean.

Erabiltzaileen arteko interferentziak saihesteko, uhin erradioelektrikoen emisioa lege nazionalek arautzen dute. Lege horiek nazioarteko erakunde batek koordinatzen ditu, Telekomunikazioen Batasun Internazionalak (UIT), eta, espektro erradioelektrikoan, bandak esleitzen ditu hainbat erabileratarako. Transmisore erradioelektrikoek gobernuen lizentzia bat lortu behar dute, erabileraren araberako lizentzia-mota desberdinekin, eta maiztasun eta potentzia-maila jakin batzuetara mugatuta daude. Irrati-operadoreak gobernu-lizentzia bat izan behar du, hala nola AEBn irrati-telefoniako operadorearen lizentzia orokorra irratiaren funtzionamendu segururako ezagutza tekniko eta legal egokiak egiaztatzen dituen azterketa baten bidez lortua. Aurreko arauen salbuespenei esker, potentzia txikiko eta irismen laburreko transmisoreek lizentziarik gabe funtziona dezakete kontsumo-produktuetan, hala nola telefono mugikorretan, haririk gabeko telefonoetan, haririk gabeko gailuetan, walkie-talkieetan, herritarren banda-irratietan, haririk gabeko mikrofonoetan, garaje-ateetako irekigailuetan eta haurtxoen monitoreetan. AEBn, produktu horiek Komunikazio Batzorde Federalaren (FCC) araudiaren 15. zatiari lotuta daude. Gailu horietako askok ISM bandak erabiltzen dituzte, espektro irrati-elektriko osoan lizentziarik gabe erabiltzeko erreserbatutako maiztasun-bandak. Lizentziarik gabe funtziona badezakete ere, irrati-ekipo guztiek bezala, gailu horiek homologatu egin behar dira saldu aurretik.

## Nazioarteko Arauak 
## Transmisioa eta harrera 
Irrati-uhin bat sortzen da kargatutako partikula bat (adibidez, elektroi bat) espektro elektromagnetikoaren irrati-maiztasuneko eremuan (RF) kokatutako frekuentzia batean kitzikatzen denean. RF gamatik kanpo erortzen diren beste emisio mota batzuk dira: gamma izpiak, X izpiak, izpi infragorriak, izpi ultramoreak eta argia.

Irrati-uhinak eroale elektriko batean (antena) eragiten duenean, karga elektrikoaren (korronte elektrikoa) mugimendu bat eragiten du, audio-seinale edo bestelako informazio-seinale bihur daitekeena.
### AM eta FM sistemak 
[thumb|[AM modulazioa|AM eta FM sistemak]]

#### **Anplitude modulazioa** 
Anplitude-modulatu sisteman (AM), seinalea (frekuentzia baxukoa) uhin hertziar eramaileen anplitudeari gainjartzen zaio (maiztasun handikoa), eta hori seinaleak biderkatuz lortzen da.

Irrati-frekuentzien banda 535 eta 1.705 kHz artekoa da, eta irrati nazionalek igortzen dute programazioa herrialde bateko hainbat hiri eta/edo eskualdetara transmititzeko.

#### Frekuentzia modulazioa 
Maiztasun-modulatu sisteman, berriz, jatorrizko seinalea uhin eramailearen maiztasunari gainjartzen zaio. Ondorioz, emaitzazko seinalearen maiztasuna apur bat aldatzen da edukiaren arabera.

Aplikazio analogikoetan, seinale modulatuaren bat-bateko maiztasuna seinale modulatzailearen berehalako balioarekiko proportzionala da. Datu digitalak bidal daitezke, maiztasun-uhina balio diskretuen multzo baten artean desplazatzen delako, modulazioa, beraz, frekuentzia-desplazamendu bidezko modulazioa da. Irrati-maiztasunen banda 88.1 MHz-etik 108.1 MHz-era bitartekoa da.

Komunikazioetan egiten diren aurrerapen garrantzitsuenen artean, garrantzitsuenetako bat da transmisio- eta harrera-sistema bat hobetzea seinale-zarata erlazio gisako ezaugarrietan, horietan segurtasun handiagoa ahalbidetzen baitu. Horrela, anplitude-modulazioa (AM) maiztasun-modulaziora (FM) pasatzeak aurrerapen handia ezartzen du zarata-seinalearen erlazioak duen hobekuntzan ez ezik baita AMan hain ohikoak diren zorabioaren efektuarekiko eta interferentziarekiko erresistentzia handiagoan ere.

### SW sistema 
Uhin motza, «shortwave» (SW) izenaz ere ezagutzen dena, lerro zuzenean hedatzen den maiztasuna da, ionosferaren altuera desberdinetara errebotatzen dute (maiztasuna zenbat eta altuagoa izan) eta (urtaroaren eta egunaren orduaren araberako aldaketekin), eta, horri esker, seinaleak urrutiko puntuetara iristen dira, eta, planetari, bira ematen diote.

Irrati-frekuentzien banda 2300 eta 29.999 kHz bitartekoa da, eta nazioarteko irratiek igortzen dute (besteak beste) beren programazioa mundura transmititzeko.
## Erabilera batzuk 
### Radarra 
Hona hemen radar sistema ezagunenak:
* **Distantzia neurtzekoak.** Horien helburua bi punturen arteko distantzia neurtzea da. Pultsu bat emititzen dute, eta, pultsu hori bueltan jasotzen dutenean kalkulatzen dute, pultsua igortzen den momentutik jaso den momentura arte pasatu den denbora kontuan hartuz, bi puntuen arteko distantzia zenbatekoa den.
* **Abiadura neurtzekoak.** Radar horiek 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.
* **Meteorologia arlokoak**. Radar horiek, pultsuen maiztasuna egokituz, euria eta hodeiak detektatzeko egokitzen dira. 

### Telefonia mugikorra 
Telefonia mugikorra haririk gabeko telefonia da, bi zati nagusiz osatuta dagoena:
# Komunikazio-sarea (telefonia mugikorrerako sarea)
# Terminala (aipatutako sarera sartzea ahalbidetzen duena) eta zerbitzu hornitzaileak

#### Komunikazio-sarea 
Komunikazio-sarea irrati-uhinak igortzen dituzten estazioez osatuta dago. Sare horrek 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 hori 2002an sortu zen, eta 384 kbps-ko abiadurak lortu zituen. Horren ondorioz, Interneterako konexioa izatea ahalbidetu zuen.
* **4G.** Estandar hori 2010ean kaleratu zen. Asko hobetzen ditu 3Gak ematen dituen konexio-abiadurak.
* **5G.** Estandar horren 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 hori 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 hori Europa osoan 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 emititzeko bakarrik erabiltzen da.

## Erreferentziak 
## Ikus, gainera 
* Telekomunikazio
* Ingenieritza
* Uhin luzera
* Erradiazio elektromagnetiko

## Bibliografia 
* Média Culture. *La Industria de la radio en Québec, reporte*, Association québécoise de l'industrie du disque, du spectacle et de la vidéo, 1989
* Média Culture. *La Marcha de la radio en Québec, documento de referencia: Perfil de la situación de la radio en Québec* [por] Robert Filon [y] *Análisis comparativo de la escucha de las principales estaciones de Montréal* [por] Gilles Turcotte, Association québécoise de l'industrie du disque, du spectacle et de la vidéo, 1991
* Pierre Miquel. *Historia de la radio y de la TV*, Perrin, 1984
* Cheval Jean-Jacques. *Las radios en Francia. Historia, estado, futuro*. Apogée, 1997
* L. de Forest, artículo en Electrical World 22 de junio 1270/1 (1907), uso tempran de la palabra "radio."
* https://web.archive.org/web/20080415211726/http://web.mit.edu/varun_ag/www/bose.html - Contiene una prueba de que Sir Jagadish Chandra Bose inventó el Mercury Coherer más tarde usado por Guglielmo Marconi y en otras patentes
* 

## Kanpo estekak 
* Campos de radiofrecuencia, apartado del dossier de GreenFacts sobre campos electromagnéticos
* Conversión de frecuencia a longitud de onda y viceversa para ondas de radio y luminosas (en inglés)
* RF and Telecommunication eBooks (en inglés).
* Equipos de radiofrecuencia (en inglés)
* Radiocomunicaciones y fibra óptica.
* Radiocomunicaciones en Argentina.
* *A História da Rádio em Datas (1819-1997)* (en portugués) - notas sobre la etimología