Introducción:

Escribo éste documento principalmente porque me lo han pedido, pero también porque son unconjunto de factores que he ido acumulando en el estudio de las Redes Inalámbricas Urbanas, quemucha gente desconoce o que no sabe cómo localizar, pero que a mi entender son vitales para conocermejor nuestra propia red (e, incluso, evitarnos algún disgusto). Quede claro desde el principio que loque aquí escribo es una recolección de apuntes dispersos por varios cuadernos y bookmarks(referenciados al final en la sección de Bibliografía), con el fin de aclarar un poco éstos temas debido ala escasa información en español al respecto.

Por supuesto, éste texto lo puedes cambiar, regalar, repasar, imprimir, quemar, e incluso leerlo.

Ecuaciones de Pérdida de Señal:

Primero, empezaremos explicando cuáles son cada uno de los factores que influyen en la transmisiónde la señal desde nuestra [máquina AP | Antena] hasta el dispositivo cliente:

✔ Pout – Output Power Of Transmitter. Medido en dBm, es la potencia de salida del transmisor.

✔ Pin – Power Level At Receiver Input. También en dBm, es la potencia recibida por el cliente.

✔ Lt – Transmitter Cable/Connector Loss. Medido en decibelios (dB), corresponde a la pérdidaoriginada por el cable y los conectores EN EL EMISOR. Según el cable montado, éste tendrá unapérdida u otra. Así, nos encontramos con varias series en cuanto a modelos: la serie 195 (la másbaja y barata, con una pérdida de 19 dB por cada 33 metros (100 pies) de longitud a 2.500 Mhz),la serie 200 (con una pérdida de 16.9 dB por cada 33 metros a 2.500 Mhz), la serie 400 (con unapérdida de 6.80 dB a los 33 metros y 2.500 Mhz), la serie 600 (con una pérdida de 4.40 dB cada33 metros a 2.500 Mhz) y la serie 900 ( con una mínima pérdida de 2.98 dB cada 33 metros a2.500 MHz). Hay otros tipos según el fabricante, y existe también una serie 100 que sueleemplearse para pigtails y pequeñas distancias. Los conectores, independientemente del modelo,suelen ocasionar una pérdida de 0.5 dB. Los conectores más comunes son el R-SMA (ReversePolarity SMA), seguidos por los R-TNC (Reverse Polarity TNC) y los conectores N (muy usadosen las antenas de exterior). Para más información e imágenes, visitar [1] y [2].

✔ Lr – Receiver Cable/Connector Loss. Medido también en dB, se trata de la pérdida ocasionadapor el cable y los conectores EN EL RECEPTOR.

✔ Lb – Basic (Free Space) Path Loss. Medido en dB, es la pérdida que se origina por la dispersiónde las ondas en el espacio abierto entre el emisor y el receptor. Es decir, que parte de la señal sepierde en el trayecto de un nodo a otro.

✔ Gt – Transmitter Antenna Gain. Medido en dBi, es la ganancia en la potencia que tiene la antenadel EMISOR. Normalmente se puede consultar en las especificaciones de cada modelo de antena.

✔ Gr – Receiver Antenna Gain. También medido en dBi, se trata de la ganancia que obtiene laantena del RECEPTOR.

✔ EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) – Es una factor compuesto por la resta a la potencia deemisión de la pérdida de cable y conectores del emisor, a lo que se suma la ganancia que elemisor obtiene en la antena. Un poco más abajo está expuesto más gráficamente.

Hay una serie de ecuaciones que contienen los factores que acabamos de exponer, y gracias a lascuales vamos a poder saber con total precisión cosas que, en un momento u otro, necesitaremosconocer, tales como la fuerza de la señal en un determinado punto o la zona de cobertura de una antenade exterior. Una vez tengamos claro a qué objetivos queremos llegar y qué redes queremos trazar,hemos de hallar un equilibrio entre la pérdida de señal ocasionada en la comunicación y la potencia quenosotros debemos emitir (por otro lado, teniendo en cuenta que en España están prohibidas potenciassuperiores a 20 dBm, lo cual equivale a unos 2 o 3 kilómetros).

La primera de las pérdidas que hay que considerar, y que es inherente a toda comunicacióninalambrica, es la ocasionada por el “espacio” (Lb). No me refiero al Universo, sino al espacio de aireque la señal recorre para llegar de un punto A a un punto B y la atenuación que sufre dicha señal. Lasondas de radio son, al fin y al cabo, una forma de energía, por lo que parte de ella se disipa en el medio.

Hay una ecuación que nos permite conocer cuál será la pérdida que nos ocasione la distancia, o, lo quees lo mismo, conocer qué calidad de cobertura tendremos en una determinada zona, y poder establecer(siempre teóricamente, en espacios abiertos, pero como tratamos de redes urbanas es inevitable quetarde o temprano algún edificio se cruce en nuestro camino) unos planos y redes de nodos más eficacesbasados en la cobertura. Es la siguiente:

Lb = 20 · log10 (f) + 20 · log10 (d) + 32.4

donde “f” representa la frecuencia en Mhz (en nuestro caso, habitualmente, 2.400) y “d” representa ladistancia en kilometros. Hay un factor que puede resultar desconcertante, y que es ese 32.4. En éstaecuación se emplea la frecuencia en vez de la longitud de onda. En éste último caso la ecuación (muchomás compleja, sería la siguiente):

Como tabla de referencia, incluyo lo siguiente:

REFERENCE BASIC PATH LOSS @ 2483 MHZ

2 miles (3 km) -----> 110.5 dB5 miles (7.5 km) -----> 118.5 dB10 miles (15 km) -----> 125.5 dB15 miles (22.5 km) -----> 128.0 dB

Y la ecuación que maneja todos los factores es la siguente:

Pin = Pout – Lt +Gt – Lb + Gr – Lr

Antes hemos hablado del EIRP, aquí lo vemos representado más gráficamente:

Pin = EIRP – Lb + Gr – Lr

de donde, lógicamente, obtenemos que:

EIRP = Pout – Lt +Gt

Un último detalle, es lo que se llama Fade Margin o Márgen de Fundido. En conexiones punto a punto(es decir, con antenas direccionales y linea directa de visión), Pin debe ser, por lo menos, de 15 a 20decibelios por encima de la sensibilidad del receptor.

Bibliografía:

[1] .- http://www.hyperlinktech.com/web/cable_feed.php

[2] .- http://www.hyperlinktech.com/web/connectors.php

[3].- http://flattop.its.bldrdoc.gov/rcirms/path_loss/path_loss2.htm

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