|
En el presente documento se pretende ofrecer una visión
de los conceptos básicos relacionados con la señal wireless,
tales como la claridad, enfoque, transmisión, etc de la señal.
1-Factores que influyen la claridad de la señal
La claridad de señal es la clave para la realización de
una comunicación Wireless. Algunos de los factores que
afectan la claridad son:
Potencia de la señal: Obviamente, una señal
fuerte permite una mejor recepción en largas distancias. La normativa
en España para el nivel de señal en transmisión Wireless
es de 100mW para la frecuencia de 2'4GHz y de 1W para la frecuencia de
5'4GHz.
Distancia: La potencia de la señal de
radiofrecuencia (RF) disminuye con la distancia. Además se pueden
sumar interferencias no deseadas con lo que se consiguen distancias menores.
Como veremos más adelante, la señal puede ser modificada
de diferentes formas para adecuarla a la distancia que tenga que recorrer
(tipos de antenas).
Interferencias: Los factores atmosféricos,
como la nieve, la lluvia o el granizo, pueden interferir en la señal.
Es un dato a tener en cuenta cuando se quieren realizar enlaces wireless
en exteriores. Normalmente las interferencias de RF son causadas por aparatos
que están emitendo cerca, en la misma banda y mismo canal que nosotros.
También se consideran interferencias a las transmisiónes
wifi que esten en el mismo canal que nuestra señal, por lo que
siempre es conveniente utilizar el canal menos utilizado. Incluso otros
sistemas de RF como puede ser microondas o cualquier otro sistema también
puede interferir y degradar el nivel de nuestra señal.
Línea de visión: La señal
necesita visión directa para realizar bien la
comunicación. Si hay obstáculos en la línea de visión,
no se podrá realizar la conexión. La transmisión
Wifi está sólo es válida para enlaces con visión
directa. Aunque en interiores es posible que aprovechando los rebotes
de la señal en paredes u otros objetos, pero en ningún
caso se ofrece una garantia de señal al traspasar un objeto por fino que pueda ser este, se podría conseguir un enlace wireless.
2-Transmisión de la señal
Las ondas de señal de radio viajan como las vibraciones
del agua de una piscina cuando se lanza un objeto. La potencia de la señal
disminuye a medida que la señal se aleja de la primera onda.
Una antena direccional refleja la señal en una dirección
y crea un foco en forma de cono con gran potencia. La señal no
se propagada a partes iguales por todo el foco. Igual que la luz es enfocada
con más intensidad con una lupa, la señal de RF es más
fuerte con un área más estrecha y central. Nos referimos
al área donde la señal es más fuerte como el centro
del lóbulo. Siempre siendo más debil en los extremos.
El ancho del haz de la señal de RF depende de cómo la antena
forma la señal (tipo de antena) y la distancia de la fuente de
la señal. La señal se atenúa gradualmente en el borde
del cono y no es aconsejable medir la señal desde el borde. La
amplitud del haz (no el nivel de potencia) de señal aumenta con
la distancia, si se desea medir la anchura de la señal en metros,
no se podrá determinar hasta que no se sepa a que distancia estará.
La potencia de la señal se mide en decibelios (dB). El número
de decibelios indica la distancia de la señal respecto a su punto
central, es decir el alcance de esta.
Las ondas pueden rebotar en algunos objetos que encuentren por su camino,
en este caso las ondas se desfasan con mayor o menor grado en funcion
del material en el que reboten y su angulo de incisión. Una vez
una señal es rebotada/desfasada puede ser recuperada o no en funcion
del desfase de la misma. Normalmente si los desfases son muy pequeños,
casi despreciables se puede recuperar la señal. Existen tipos de
antenas que emiten con una polarización concreta, horizontal, vertical,
circular y la novedad que es multipolaridad que recupera las señales
desfasadas. Se ha de resaltar que si se utiliza en un emisor una antena
con polarización horizontal, es lógico, que en la recepción
se utilice una antena con la misma polarización, ya que en caso
contrario no se recuperaria la señal debido al desfase natural
que hay entre las dos antenas (90 grados).
3-Enfocar la señal
Si la distancia de transmisión aumenta, es necesario compensar
la distancia seleccionando una antena con una transmisión más
enfocada y un foco más estrecho, es decir una antena directiva.
Algunos de los beneficios de utilizar antenas directivas es que al tener
un foco más estrecho, las señales interferentes se minimizan
a aquellas que pasen y coincidan en el haz de la misma. En casos anteriores,
al tener un haz más ancho la posibilidad de encontrar interferencias
era superior.
Para conseguir un enlace entre dos puntos, lo más conveniente es
que los dos lobulos principales del emisor y el receptor coincidan en
al menos un punto, no es necesario que el lóbulo de cada uno de
los extremos este superpuesto con el otro. Pero cuanto más superposición
exista entre los lóbulos del emisor y el receptor mejor sera la
señal en el enlace, por lo que es aconsejable que siempre estén
superpuestos al 100%.
Por ejemplo: Para hacer un enlace de 1km, se tendría que
poner una antena en el emisor y en el receptor que tengan un alcance de
1km, y no poner dos que tuviesen un alcance de 600 metros que solo coincidirían
sus lóbulos en 200 metros.
Cuando se quieren enlazar grandes distancias, incluso una antena muy direccional
puede tener un gran cono de cobertura. Por ejemplo, con algunas parabólicas
de mucha ganancia se pueden conseguir distancias de hasta 20km aproximadamente,
y a estas distancias el haz de la señal habrá abierto o
aumentado mucho y se puede ver afectada por interferencias.
4-Línea de visión (LOS)
El éxito de un enlace de RF depende de la línea
de visión. Una línea de visión sin obstáculos
se llama “free space path” (Camino con espacio libre). Sin
línea de visión directa, tal y como se ha comentado con
anterioridad, no es posible realizar un enlace vía Wifi.
Un obstáculo en la linea de visión del enlace reduce o elimina
totalmente la señal. La desviación de la señal al
pasar alrededor de un obstáculo se llama difracción. Una
reducción de la potencia de la señal es conocida como atenuación.
Si una antena apunta hacia una ventana de cristal, el cristal debido a
su coeficiente de difracción atenuará en gran medida la
señal. Algunos tipos de cristal reflectante ofrecen un nivel de
atenuación. La señal que pasa por una construcción
de madera o un bosque también será atenuada. Las hojas mojadas
pueden afectar substancialmente en la señal.
También se ha de comentar, que no siempre es suficiente una visión
directa entre dos puntos para realizar un enlace wireless. Ya que ha de
tener un campo de visión lo suficientemente ancho como para que
pase un cierto porcentaje del haz del emisor y el receptor. Existen las
zonas de Fresnel que definen las anchuras y alturas necesarias para tener
una linea de visión suficiente para realizar los enlaces, pero
no entraremos a detallarla en estos conceptos básicos.
5-Posición estable
de la antena
Para obtener un óptimo rendimiento, se debe ajustar las
antenas con la máxima precisión posible. Para asegurar un
buen alineamiento de las antenas, es preciso mantenerlas en una posición
estable y rígida. Esto es difícil de conseguir en exteriores
y sobretodo cuando se utilizan antenas parabólicas de plato rígido
montadas en mástiles flexibles, ya que el viento hará mover
la antena. Hay que asegurarse que el mástil donde se instala sea
rígido. Para instalaciones interiores este fenomeno es despreciable.
6-Conclusiones
La claridad en la señal RF es un factor muy importante
para obtener un buen rendimiento en el enlace Wireless. Teniendo en cuenta
que resulta bastante difícil mantener una señal clara cuando
se aumenta la distancia debido a todo lo explicado en el presente tutorial.
Para conseguir una buena señal en distancias largas, se debe mantener
el enlace RF libre de obstáculos, transmitir en los canales menos
utilizados y utilizar antenas lo más directivas posibles para obtener
menores interferencias.
|
