Fundamentos de Tecnologias Wireless – Parte 3

Assunto: Fundamentos de Transmissão Wireless Antenas Considerações sobre “site survey” e instalação Laboratório / Demonstração

Antenas Tipos de antenas: Direcionais: erradia energia de RF predominantemente em uma direção. A radiação dipolo padrão ou largura do feixe varia com o ganho. Yagi; Parábola sólida; Semi-parábola; Painel

Antenas Tipos de antenas: Ominidirecionais: erradia RF igualmente na horizontal em todas as direções. A radiação dipolo padrão ou largura do feixe, é 360 graus no plano horizontal, e 75 graus (varia) em relação ao plano vertical.

Antenas Tipos de antenas

Antenas Tipos de antenas

Antenas Uma antena fornece a um sistema wireless quatro propriedades funda -mentais: Ganho: é a medida de aumento da força do sinal. Direção: é direção particular que um feixe de RF é submetido, semelhante a um refletor de luz; Polarização: é a orientação física do elemento da antena que emite a RF; Largura do feixe: é o ângulo que a radiação RF é transmitida (horizontal e vertical).

Propriedades de Antenas Ganho: O ganho é essencialmente uma medida de como uma antena melhora a energia de RF concentrada num determinado sentido; Existem diferentes métodos para o ganho, dependendo do ponto de referência escolhido: dBi – mede o ganho usando uma antena isotropica como ponto de referência; dBd – usa uma antena dipolo como referência; 18 dBd = 20,14 dBi (dBd = dBi + 2,14)

Propriedades de Antenas Ganho: Antenas de alto ganho direcionam a energia de forma mais restrita e precisa; O ganho de uma antena e o seu nível de radiação (largura do feixe) estão fundamentalmente ligadas. Antenas com ganhos superiores têm sempre mais restritas as larguras dos feixes e são menos suscetíveis a interferências.

Propriedades de Antenas Polarização: Polarização é a orientação física do elemento da antena que realmente emite a energia de RF (é um fenômeno físico da propagação do sinal); É a orientação do campo elétrico que é criado quando a onda eletromagnética se move pelo espaço. As regras básicas da polarização são: Para a antena polarizada horizontalmente o campo elétrico estará no plano horizontal e vice-versa; Para um link, os antenas devem estar com a mesma polarização.

Propriedades de Antenas Polarização: Horizontal Vertical

Propriedades de Antenas Polarização Cruzada: Quando duas antenas não têm a mesma polarização, a condição é chamada de polarização cruzada; A polarização cruzada é benéfica quando se pretende prevenir ou reduzir as possíveis interferências entre os links;

Propriedades de Antenas Padrões de radiações: é a variação de intensidade do campo de uma antena, como uma função angular, com relação ao eixo; A cobertura de uma antena isotrópica pode ser pensada como um balão que se estende igualmente em todas as direções.

Propriedades de Antenas Padrões de radiações: Quando o feixe vertical é “achatado” obtém-se um maior ganho (direciona-se a força do sinal, como se fosse um balão); Lembre-se quanto maior o ganho, menor é a largura do feixe.

Antenas Ominidirecionais Uma antena omnidireccional é projetada para fornecer um padrão de 360 º de radiação no plano horizontal, o ganho é que determina a distância desta radiação.

Antenas Ominidirecionais A radiação produzida no plano de elevação ou plano vertical (E-plane) varia de fabricação da antena omnidireccional; Pode ser vislumbrada como a antena perpendicular ao solo.

Antenas Ominidirecionais Tenha especial atenção às diferenças dos padrões de radiações das antenas, pois se conhecendo estas diferenças pode-se escolher a melhor alternativa a ser usada durante a fase de teste e de instalação. Antena omini com ganho horizontal alto e com ângulo vertical baixo (E-plane) pode ter um inconveniente, que é uma deficiente cobertura abaixo da antena.

Antenas Ominidirecionais Exemplos:

Antenas Direcionais Este tipo de antena não oferece qualquer ganho adicional ao sinal e, simplesmente redireciona a energia que recebeu do transmissor; Com este redirecionamento é fornecida mais energia em uma direção, e menos energia em todas as outras direções; Quando o ganho de uma antena direcional aumenta, o ângulo de radiação geralmente diminui, proporcionando uma maior cobertura de distância, mas com um reduzido ângulo de cobertura; Tipos de antenas direcionais: Yagi, paineis e discos parabólicos.

Antenas Direcionais Yagi Radiação vertical Radiação horizontal

Antenas Direcionais Disco sólido Radiação horizontal Radiação vertical

Cabos e acessórios Considerações sobre cabo. Deve tomar cuidado sobre o cabo a ser usado, deve observar: Comprimento ; Espessura; Freqüência; Constituição interna (rígido ou flexível)

Cabos

Amplificadores Considerações. A ANATEL limita o uso de amplificadores em uma WLAN; Resolução nº 365, de 10/05/2004 reduziu de 1W para 400mW, em cidades cuja população exceda 500.000 habitantes, o limite de potência à partir do qual as operações com equipamentos que utilizem a técnica de espalhamento espectral devam ser licenciadas.

Site Survey e Instalação Um bom site survey geralmente começa com uma lista: Fazer um lay-out detalhado do prédio ou encontrar um bom local de observação; Definir a forma de alimentação do AP; Preparar a descrição das áreas de cobertura; Definir o uso desejado do link (e-mail, aplicação, internet) para prever a carga dos equipamentos; Definir o modelo dos equipamentos; Tentar detectar problemas potenciais e discutir como resolvê-los.

Site Survey Interno Deve determinar área de cobertura da cada AP; Para se melhorar a área de abrangência, pode-se utilizar antenas omni com ganhos maiores; Lembre que se tem apenas três canais que não ocorrem sobreposição entre sí. Para maximizar a transferência de dados use este três canais de forma a não deixar interferir um no outro.

Site Survey Interno Outras situações;

Site Survey Externo Este planejamento inclui seleção de local e análise do caminho de RF; Pode existir a necessidade de investigar as leis locais de zoneamento, e as regulamentações governamentais, principalmente quando se for instalar torres; Verifique e analise a famosa zona de Fresnel; Verificar a distância máxima entre a antena e cada fim de link.

Site Survey Externo Zona de Fresnel A zona Fresnel é uma área elíptica em torno do percurso visual; Ela varia, dependendo do comprimento do link e da freqüência do sinal;

Site Survey Externo Zona de Fresnel Para WLANs, linha de visada é mais do que uma linha direta entre as duas antenas.

Site Survey Externo As seguintes ferramentas podem ser úteis na realização de um alinhamento rigoroso; Balão Binóculo ou telescópio; GPS; “Canhão” de luz.

Site Survey Externo A determinação das distâncias máximas entre as antenas depende dos seguintes fatores: Potência de transmissão disponível máxima; Sensibilidade de recepção; Obstrução do caminho para o sinal de RF; Máximo ganho disponível da antena; Perdas no sistema (perdas no cabo, conectores); Confiabilidade esperada no link; O efeito “free-space loss”, é a atenuação do sinal como resultado da refração, obstrução, reflexão e é dado pela fórmula: FSL(dB) = 20 LOG(f) + 20LOG(Dist) + 36,6 Cada vez que a distância é dobrada o nível do sinal é melhorado ou atenuado em 6 dB

Site Survey Externo Curvatura da Terra: Curvatura da terra passa a ser uma preocupação para ligações com mais de 11 km (7 milhas). Linha de visada desaparece a 25 km (16 milhas) H1 – Altura a ser acrescentada, relativa a zona de Fresnel; H2 – Altura a ser adicionada devida a curvatura da Terra.

Laboratório/Demonstração