Por fin el fin de semana
, y como no podia faltar... la 3er entrega... Me han mandado muchos mensajes personales diciendo que los textos anteriores eran muy complicados y que por ahi no los entendian muy bien, ya que no todo era referido al wireless.. (es verdad, es mucha teoria cruda
) teniendo en cuenta sus muy buenas criticas, les pongo a su disposicion una recompilacion de textos de algunos manuales , con algun que otro agregado mio, ahora si, definitivamente, pueden sacar sus dudas sobre como elegir la polarizacion, como configurar la tarjeta para una mayora performance, zona fresnel, y otras cositas mas
. Para ir terminando, leanlo, ya no es tan teorico y realmente sirve a la hora de establecer un enlace. Por lo cual lo considero de lectura obligatoria
. Espero que no haya tantas preguntas como ¿que es el overlap? ¿como coloco mi antena, acostada o parada?
AL GRANO
EnergíaLa energía es expresada en Watts o en las unidades relativas a Decibel comparadas con milliwatts (dBm).
Conversión de Watts (W) a decibeles "milliwatts" (dBm) :
dBm: Watts:
(dBm= 10*log10(P/ 0.001))
* Las tarjetas Orinoco tienen una energía output de 30mW
* Las tarjetas Proxim tienen una energía output de 100mW
*algo viejas pero con ellas se tomaron los calculos
Pérdida en un cable coaxial en 2.45 GHzAquí hay algunos valores de pérdida para cables coaxiales comunes: * RG 58 (muy común, usado para Ethernet): 1 dB por metro.
* RG 213 ("negro grande", muy común): 0.6 dB por metro.
* RG 174 (delgado, como el que se usa para cables adaptadores pigtail): 2 dB por metro.
* Aircom : 0.21 dB por metro.
* Aircell : 0.38 dB por metro.
* LMR-400: 0.22 dB/m por metro.
Antena * La ganancia de antena está normalmente dada en decibeles isotrópicos [dBi]. Es la ganancia de energía en comparación con una antena isotrópica (antena que difunde energía en todas las direcciones con el mismo poder....la vista teórica en realidad no existe!).
* Algunas antenas tienen su ganancia expresada en [dBd], es la ganancia comparada con una antena dipolo. En este caso tienes que sumar 2.14 para obtener la ganancia correspondiente en [dBi].
* Cuanto más ganancia tenga la antena mayor es la directiva (energía enviada en una dirección preferida).
* Las antenas que vienen con kits WLAN generalmente no tienen mucha ganancia
* La ganancia de antena es la misma para recibir y transmitir
(asique otra duda solucionada)
Energía irradiadaLa energía irradiada (energía enviada por la antena) puede ser fácilmente computada (en dBm):
Energía irradiada [dBm] = Energía de transmisor [dBm] - pérdida de cable [dB] + ganancia de antena[dBi] * El límite legal de energía irradiada (EiRP) para WLAN es generalmente puesto a 100mW (= +20dBm) pero depende de las regulaciones del país.
Pérdida de espacio libre en 2.45 GHzEs la pérdida de energía de recorrido de onda en espacio libre (sin obstáculos).
Correspondencia entre pérdida de ganancia de espacio libre en dB y distancia en kilómetros (km)
Sensitividad de receptorEl receptor tiene un threshold mínimo de energía recibida (en el conector de la tarjeta) para el que la señal tiene que alcanzar un cierto bitrate. Si la energía de señal es más baja que el bitrate máximo alcanzable será decrementada o se decrementará la performance. Por lo que hemos usado mejor un receptor con un valor de threshold bajo, aquí hay algunos valores típicos de sensitividad de receptor:
* Tarjetas Orinocco PCMCIA Silver/Gold : 11Mbps => -82 dBm ; 5.5Mbps => -87 dBm; 2Mbps=> -91 dBm; 1Mbps=> -94 dBm.
* Tarjetas CISCO Aironet 350: 11Mbps => -85 dBm ; 5.5 Mbps => -89 dBm; 2 Mbps => -91 dBm; 1 Mbps => -94 dBm.
* Tarjeta Proxim Symphony ISA (1.6 Mbps): 1.6 Mbps => -77 dBm ; 0.8 Mbps => -85 dBm.
(Estos son valores dados por el manufacturador, de tarjetas algo viejas... pero con las cuales se hicieron los calculos).
Signal to Noise Ratio (Proporción Señal a Ruido)La sensitividad del receptor no es el único parámetro para el receptor, también tenemos que tener en cuenta la proporción de energía signal to noise. Es la diferencia de energía mínima a alcanzar entre la señal recibida deseada y el ruido (ruido termal, ruido industrial debido por ejemplo a hornos a microondas, ruido de interferencia debido a otra WLAN en la misma banda de frecuencia). Está definido como:
Proporción Señal/Ruido [dB] = 10 * Log10 (Poder de Señal [W] / Poder de ruido [W])Si la señal es más poderosa que el ruido, la proporción señal/ruido (también llamada proporción S/N) será positiva. Si la señal está oculta en el ruido, la proporción será negativa. Para poder trabajar en una cierta proporción de datos el sistema necesita una mínima proporción S/N:
* Orinoco PCMCIA Silver/Gold: 11Mbps => 16 dB ; 5.5 Mbps => 11 dB ; 2 Mbps => 7 dB ; 1 Mbps => 4 dB.
Si el nivel de ruido es muy bajo entonces el sistema estará más limitado por la sensitividad del receptor que por la proporción S/N. Si el nivel de ruido es alto entonces será la proporción Señal/Ruido que contará para alcanzar una proporción de datos dada. Si el nivel de ruido es alto necesitaremos más energía recibida. En condiciones normales sin ninguna otra WLAN en la frecuencia y sin ruido industrial el nivel de ruido será de alrededor de -100dBm. Por ejemplo, para alcanzar una proporción de datos de 11 Mbps con una tarjeta Orinoco 802.11b podríamos necesitar una energía recibida de 16dB más alta (S/N ratio) por lo que un nivel de -100+16=-84 dBm pero en realidad la sensitividad mínima del receptor está en -82 dBm...más alto que -84. Significa que en este caso la sensitividad mínima del receptor es el factor limitante para el sistema.
Link budget (posibilidades de establecer un link)
Link budget es la computación de toda la cadena de transmisión. Aquí hay un budget para pérdida de transmisión de espacio libre:
* Transmisión [dBm]: energía de transmisor [dBm] -pérdida de cable [dB]+ ganancia de antena [dBi]
* Propagación [dB]: pérdida de Espacio Libre [dB]. * Receptor [dBm]: ganancia de antena[dBi]- pérdida de cable [dB]- sensitividad de receptor [dBm]La condición de funcionamiento del link es que el total : Total Transmisor + Total Propagación + Total Receptor debe ser mayor que 0 . El resto da el margen del sistema.
Advertencia: Estas reglas son teóricas.
Representa el máximo alcanzable para un sistema. En realidad tendremos interferencias (otras redes WLAN, bluetooth),
ruido industrial (hornos a microondas), pérdidas atmosféricas (humedad del aire, dispersión, refracción), antena mal orientada, reflexiones,... que afectarán performances. Por lo tanto es necesario tomar un suficiente margen de seguridad (5-6 dB o más en distancias grandes).
ojo. siempre respetando los limites legales...
cuando fueron impuestos los limites de potencia irradiada, se penso en lo maximo posible para que puedan convivir otras redes vecinales. Si nosotros abusamos emitiendo a mas de 23 dbm , seguramente causaremos interferencia (colision de paquetes) , solaparemos la frecuencia, tal vez a pesar de que se trabaje en distintos canales
podriamos llegar a trabajar en 32 dbm en caso de ser unicos en la zona
.
Propagación: elipsoide Fresnel (canal de datos) (caudal fisico de la onda)
Una explicación rápida y simple del rol del elipsoide Fresnel en propagación de radio es ver la cosa como un "tubo" virtual donde la mayoría de la energía viaja entre un sitio transmisor y receptor. Por lo que para evitar pérdidas NO deberían haber obstáculos dentro de esta zona (región prohibida) porque un obstáculo alterará "el flujo de energía". (la explicación está realmente simplificada !).
Por ejemplo, si la mitad de la zona prohibida está enmascarada (antena en el límite de line of sight)(en castellano "linea de vista") , habrá una pérdida de energía de señal de 6 dB (pérdida de poder de 75 %).
(El radio de región prohibida aquí es 0.6 x Radio del primer elipsoide Fresnel)
Propagación: Difracción
Cuando un obstáculo está ubicado entre el transmisor y el receptor sigue pasando un poco de energía a través gracias al fenómeno de difracción en el borde superior del obstáculo. Cuanto más alta la frecuencia de la transmisión más alta será la pérdida.
Propagación: PolarizaciónLa polarización de onda está dada por el tipo de tu antena y su orientación (elemento radiador) respectivamente al suelo . Por ejemplo una antena whip dará una onda polarizada vertical cuando esté verticalmente ( | ) y polarización horizontal cuando esté horizontal (--). Lo mismo para antenas Yagi ( |-|-|-| ). Las antenas helicoidales no producen polarización ni vertical ni horizontal sino polarización circular. La polarización circular puede girar a la derecha o a la izquierda...como un sacacorchos destapando un buen tinto ( vamos que muchos practican los fines de semana)
Prácticamente en un sistema de transmisión de transmisor y receptor las antenas deberían tener la misma polarización para mejor performance. (Ya que la polarización cambia con difracciones y reflexión esta regla no siempre permanece). La polarización vertical es preferida para transmisión de larga extensión porque el efecto del suelo atenúa el poder de la señal en el caso de polarización horizontal en extensión larga.
Un sistema de transmisión con antenas de polarización circular es una buena forma para atenu ar el efecto de reflexiones (principio usado para GPS).
Reflexiones y delay spread (distorsión de retardo)Las ondas de radio se reflejan en los obstáculos que encuentran. En el lado del receptor agarramos al mismo tiempo la onda directa (si está en line of sight) y ondas reflejadas. Esto conduce a energía cancelada en ciertas frecuencias y también una diferencia de tiempo entre los diferentes componentes recibidos que hacen que la señal recibida se difunda en el dominio de tiempo. La consecuencia en el sistema es dañina y lleva a performances decrementadas (errores de transmisión). Para reducir este efecto el receptor tiene lo que llamamos un ecualizador que contrarresta estas faltas. De todas formas esto tiene una capacidad limitada y los manufacturadores dan el límite de delay spread para alcanzar un nivel de error mínimo en una cierta proporción de datos:
* Tarjeta Orinoco PCMCIA 802.11b, valores delay spread para una proporción de error de frame (FER) menor que 1%: 11Mbps => 65 ns ; 5.5 Mbps => 225ns ; 2 Mbps => 400ns ; 1Mbps => 500 ns.
Vemos que para un bitrate más alto mejor no tenemos que tener reflexiones largas. La diferencia de tiempo para una reflexión puede ser fácilmente calculada como viaje de onda de radio a la velocidad de la luz (300'000'000 m/s):
Diferencia de tiempo [s = Longitud de diferencia entre ruta directa y ruta reflejada [m / 300'000'000
Por lo que una diferencia de tiempo de 50 nanosegundos corresponde a una diferencia de longitud de ruta de 15 metros. Para minimizar la proporción de reflexión es mejor usar antenas directivas, estar en line of sight. Otra posibilidad es usar tambien antenas de polarización de onda circular (antenas helicoidales) que cancelan bastante bien las primeras reflexiones.
Las reflexiones también existen en el conjunto de antenas de conectores de cable coaxial si éstas no están bien adaptadas y diseñadas (mala impedancia, antena mal sintonizada => ondas residentes, mal SWR) y tantos otros llevan a errores de transmisión..
salu2 y veremos si habra una cuarta entrega si es que faltan temas por tratar,,, nada mas diganlo... es mas,,, estaria bueno que empiesen a poner aqui tambien alguna clase de texto relacionado con el wireless., aunque este no sea tan detallado o este del todo bien, se puede pulir entre todos. Estaria bueno que pongan sus formas de orientar y demas etc etc... todas aquellas cositas que tienen en cuenta a la hora de hacer su instalacion.
MUCHOS SALU2 Y UNA FELIZ NAVIDAD PARA TODOS
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