Fundamentos de Tecnologias Wireless – Parte 3

1. Fundamentos de Tecnologias Wireless – Parte 3

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

3. 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

4. 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.

5. Antenas • Tipos de antenas

6. Antenas • Tipos de antenas

7. 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).

8. 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)

9. 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 feixese são menos suscetíveis a interferências.

10. 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.

11. Propriedades de Antenas • Polarização: • Horizontal Vertical

12. 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;

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. Antenas Ominidirecionais • Exemplos:

19. 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.

20. Antenas Direcionais • Yagi Radiação vertical Radiação horizontal

21. Antenas Direcionais • Disco sólido Radiação horizontal Radiação vertical

22. 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)

23. Cabos

24. 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.

25. 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.

26. 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.

27. Site Survey Interno • Outras situações;

28. 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.

29. 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;

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

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

32. 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

33. 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.

34. Laboratório/Demonstração