Guia Jubarte de Telecom

Este documento foi originalmente publicado no site Guia do Hardware. Este material é baseado na obra original, porém com algumas alterações e atualizações.

 4 Enlaces de Rádio de curta distância

O módulo de enlaces de rádio de curta distância foi o primeiro módulo desenvolvido para o Jubarte. Ele visa calcular e dimensionar enlaces de rádio em visada direta e com distâncias de até 1Km. Entenda-se por rádio como qualquer tecnologia de comunicação que utilize radiação eletromagnética com frequência inferior ao da radiação infravermelha, neste caso tecnologias como Wifi (802.11x), Wimax(802.16x) e Bluetooth (802.15x) se caracterizam como tecnologias de rádio, lembrando que embora fisicamente seja possível fazer um enlace de 1Km através de tecnologia Bluetooth, o mesmo não foi criado com este propósito, sendo que a tecnologia a ser utilizada deverá ser adequada a situação e necessidade.

4.1 Diagrama em blocos de um sistema rádio ponto a ponto

A figura 2 demonstra um diagrama em blocos de um sistema de rádio ponto a ponto.

Figura 1 – Diagrama em blocos de um enlace de rádio ponto a ponto

Fonte: www.teleco.com.br

Para utilização do Jubarte no dimensionamento de sistemas de rádio ponto a ponto, serão considerados os elementos: Transmissor, Linha de transmissão, Antena, Ruído de interferência e Receptor.

• Transmissor

• Equipamento que recebe o sinal de uma fonte (PC, switch, roteador) , modulação do sinal, filtra, amplifica e o envia para a linha de transmissão.
• Em redes wireless este equipamento é um Access Point (AP).
• A sua principal características é a potência de transmissão, medida em “dBm”.

• Receptor
  • Equipamento que irá receber o sinal transmitido pelo transmissor.
  • Suas principais características são a sensibilidade de recepção e a potência, ambas medidas em “dBm”.

• Linha de Transmissão
  • Linha que irá conduzir o a energia eletromagnética vinda do transmissor até o elemento de irradiação (antena).
  • Sua principal característica é a atenuação de sinal por unidade de comprimento. Geralmente é medida em “dB/metro” ou “dB/Km”.
  • Diferentes tipos de cabos coaxiais vão oferecer diferentes níveis de atenuação para diferentes frequências.

• Antena
  • Elemento que irá transformar a energia eletromagnética guiada pela linha de transmissão em energia eletromagnética irradiada ou vice e versa.
  • Existem várias características importantes para se dimensionar uma antena, as principais são:
    • Diretividade
      • Define a capacidade da antena concentrar sua energia irradiada em uma determinada direção
      • O Emprego de uma antena com alta diretividade em uma direção específica, possui o mesmo efeito de um aumento de potência no transmissor.
    • Ganho da antena em determinado plano e direção, medido em “dBi” ou “dBd”.
  • As figuras abaixo demonstram o diagrama de irradiação de uma antena Yagi de 4 elementos simulado pelo software MMANA-GAL.

Figura 2 – Diagrama de irradiação horizontal e vertical

Figura 3 – Diagrama de irradiação tridimensional

4.2 Exemplo de Dimensionando de um enlace de rádio.

Condições de Simulação:

• Lance de subida (Uplink)
  • Enlace baseado em tecnologia 802.11g, utilizando o canal 6 (2.437 Mhz).
  • O enlace terá uma distância de 1Km
  • O transmissor possui uma potência de 18dBm
  • A linha de transmissão possui um comprimento de 10 metros e oferece uma atenuação de ~1,058 dB/m para a faixa de frequência desejada.
  • Neste enlace estão sendo utilizados 3 conectores, sendo que cada um deles oferece uma atenuação de 0.1dB para esta faixa de frequência.
  • A antena de transmissão foi adequadamente selecionada, apontada e possui um ganho de 12dBi na direção desejada.
• Lance de Descida (Downlink)
  • O Receptor possui uma potência de 15dBm e uma sensibilidade de -80dBm
  • Linha de transmissão possui um comprimento de 15 metros e uma atenuação de ~1,058dB/m.
  • Neste enlace estão sendo utilizados 3 conectores, sendo que cada um deles oferece uma atenuação de 0.1dB para esta faixa de frequência.
  • A antena receptora foi adequadamente selecionada, apontada e possui um ganho de 12dBi na direção desejada.

A partir destas informações, vamos utilizar o módulo de rádio do Jubarte para verificar a viabilidade do enlace e calcular uma série de informações importantes, como :

• EIRP (Potência efetivamente irradiada)
  • É a potência que será irradiada pela antena, considerando todas as atenuações e ganhos do Uplink.
  • Faixas de frequência do tipo ISM devem ser mantida em valores inferiores a 1Watt (30dBm) dentro do Brasil.

• Free Space Loss (Atenução de espaço livre)
  • É a atenuação que o sinal sofre durante a propagação pelo espaço.
• Received Power (Potência Recebida)
  • Valor estimado da potência a que o receptor vai receber.

Figura 4 – Viabilidade de enlace de rádio

É importante frisar que características adversas como chuva e desalinhamento das antenas podem alterar a qualidade do enlace, logo um estudo e um projeto adequado podem evitar problemas futuros.