Frequência e banda, porque 700 MHz entra em casa e 3.5 GHz fica à porta

Esta é a lição que explica metade das queixas de sinal que ouves. Quando perceberes porque é que umas frequências atravessam paredes e outras não, deixas de precisar de adivinhar.

Frequência e comprimento de onda

Uma onda de rádio é uma vibração que viaja à velocidade da luz. A frequência diz quantas vezes ela vibra por segundo. Um hertz é uma vez por segundo, um megahertz é um milhão de vezes, um gigahertz é mil milhões.

O comprimento de onda é o espaço que a onda ocupa em cada vibração completa. Calcula-se com uma conta fácil de guardar: 300 dividido pela frequência em MHz dá o comprimento de onda em metros.

Repara: frequência alta quer dizer onda curta. Guarda isto, porque é daqui que vem tudo o resto.

Porque a onda curta não atravessa

Quanto mais curta a onda, mais ela se comporta como luz. Pára em obstáculos, reflecte-se e faz sombra. Quanto mais longa, mais ela contorna as coisas.

Pensa no som, que é a mesma física. Quando há música na casa ao lado, o que te chega é o grave, o bombo. Os agudos ficam retidos pela parede. O grave é onda longa e contorna, o agudo é onda curta e não.

No rádio é igual. Os 700 MHz são o grave da rede móvel: entram em casa, descem para a cave, passam pela vegetação. Os 3.5 GHz são o agudo: dão muita velocidade onde há linha de vista, e morrem numa parede de betão.

Há ainda a perda do próprio ar, que aumenta com a frequência. Para a mesma potência e a mesma distância, uma onda mais alta chega mais fraca, mesmo sem obstáculo nenhum.

Então porque não usamos só frequências baixas?

Porque o espaço em baixo é pequeno e já está todo ocupado.

A largura de banda é o espaço que tens para trabalhar, e é ela que decide a velocidade. Lá em baixo, nos 700 e 900 MHz, cabem uns poucos megahertz de largura, e estão disputados entre operadoras, televisão e outros serviços. Lá em cima, nos 3.5 GHz, há 100 MHz de largura com relativa facilidade.

Daí a regra que resume o negócio todo das operadoras:

Por isso ninguém escolhe uma. Usam-se as duas ao mesmo tempo, em camadas. A banda baixa faz a cobertura e garante que há rede. A banda alta faz a capacidade onde há gente. O teu telemóvel anda a saltar entre camadas conforme onde está, e por isso é que a velocidade muda tanto dentro da mesma cidade.

Uplink e downlink, os dois sentidos

A ligação tem dois sentidos e não são iguais. Downlink é a antena a falar para o telemóvel. Uplink é o telemóvel a falar para a antena.

O uplink é sempre o lado fraco. A antena da operadora tem dezenas de watts e fica alta; o teu telemóvel tem uma fracção de watt e está no teu bolso. É por isso que às vezes recebes bem e o outro lado não te ouve.

Há duas maneiras de arrumar os dois sentidos:

• FDD, cada sentido na sua frequência, a falar ao mesmo tempo. É o clássico.
• TDD, os dois sentidos na mesma frequência, cada um na sua vez, alternando muito depressa. É o que se usa em 3.5 GHz.

O TDD permite dar mais tempo ao download do que ao upload, que é o que as pessoas usam mais. É também por isso que em 5G de banda média o upload costuma ser proporcionalmente mais fraco.

Números de banda, a parte que confunde

Em vez de dizer "1800 MHz com 75 MHz de separação entre sentidos", o sector dá um número a cada arranjo. É a banda.

As bandas 5G levam um "n" à frente. Uma banda com o mesmo número em 4G e em 5G é a mesma frequência, só muda a tecnologia que lá corre.

E aqui está o problema que te vai aparecer na oficina: um telemóvel só funciona nas bandas que o seu rádio suporta. Não é coisa que se resolva com software, nem com firmware, nem com nada. O filtro e o amplificador para aquela banda ou existem na placa ou não existem.

Um telemóvel comprado nos Estados Unidos, ou numa região da Ásia, pode não ter a B20 nem a B28. Em Moçambique isso traduz-se em ter rede na cidade e ficar sem nada mal se sai dela, porque a cobertura larga vive precisamente nas bandas baixas.

Os dois números que explicam a velocidade

Quando alguém pergunta porque é que a internet está lenta, há só duas coisas a verificar.

Largura de banda. Quanto espaço tens. Uma célula com 20 MHz de largura tem o dobro do tecto de uma com 10 MHz, com tudo o resto igual.

Eficiência. Quantos bits consegues enfiar em cada hertz, e isso depende da qualidade do sinal. Com sinal limpo, a rede usa um código denso e passa muita informação. Com sinal sujo, usa um código grosseiro e passa pouca.

Velocidade é, grosso modo, estes dois multiplicados. É por isso que te podes sentar debaixo da antena e ter velocidade fraca, se a célula só tiver pouca largura. E é por isso que podes ter um sinal cheio de barras e internet má: as barras mostram potência, não qualidade, e também não mostram quanta gente está a dividir aquilo contigo.

O que isto muda na bancada

• Antes de vender ou aceitar um telemóvel importado, confirma as bandas. É o erro mais caro que se faz com usados.
• Cliente que tem rede na cidade e perde no mato: começa por suspeitar de falta de banda baixa, não de avaria.
• Cliente com 5G mas com upload fraco: é o normal em TDD, não é defeito.
• Barras cheias e internet má: é qualidade ou é lotação da célula, não é potência.
• Nenhum software acrescenta bandas a um telemóvel. Quem promete isso está a mentir.

A seguir

Agora que sabes o que é a frequência, falta saber medir a força do sinal. A próxima lição é sobre dBm e dB, que é a linguagem com que os técnicos de rede falam de potência.