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Dicionário Wireless #01
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O primeiro artigo da série “Dicionário Wireless”, onde você poderá conferir alguns termos que encontramos neste mercado. Caso você seja totalmente leigo no assunto, aproveite, pois pode ser um prato cheio!

Você leigo ou você profissional, é sempre bom revisar e aprender algo quando o assunto está relacionado a nossa área, caso tenham sugestões, ficarei muito agradecido e poderemos discutir aqui em nossa própria página.

 

• Introdução a Antena.
A antena é a parte responsável pela introdução da onda eletromagnética na atmosfera (no caso da transmissão) e também pela sua captação (no caso da recepção). Para que o aproveitamento das ondas eletromagnéticas seja o melhor possível, estes três elementos devem estar em perfeita sintonia.

 

• DB e dBm.
DB Decibéis é usado para expressar sinais da ordem de 0.000000001 watts.
O dBm é o ponto de referência que relaciona a escala logarítmica DB com a escala linear watts, que é 1mw = 0 dBm, o M em dBm, nada mais é que uma referência em relação a 1mw e logo uma medida em dBm é uma medida de potência absoluta.

 

• Amplitude.
Amplitude é a força de um sinal sem fio, a amplitude é medida em dBm.

 

• Atenuação.
A atenuação é a perda de força do sinal wireless que viaja através do ar e passando (ou através) de obstruções situadas dentro da zona de Fresnel. A atenuação ocorre com qualquer sinal, tanto digital quanto analógico.

 

• Banda (largura).
Largura de banda é a medida da faixa de freqüência, em hertz, de um sistema ou sinal. Em telecomunicações, a largura de banda ou apenas “Banda” (também chamada de débito) usualmente se refere a bit rate de uma rede de transferência de dados, ou seja, a quantidade de bits em que a rede suporta. Largura de banda e Troughput são diferentes. Banda é o bruto da taxa de dados de um canal sem fio, por exemplo: um ponto de acesso sem fio 802.11b tem uma banda primo de 11mpbs. O Troughput de dados reais do usuário pode ser apenas 5-6mpbs no entanto, o rendimento de um sistema ou canal é sempre menor do que o a largura de banda “o bruto” da taxa de dados, por conta da sobrecarga do sistema.

 

• Troughput.
Troughput é a quantidade real da taxa de transferência do usuário final, realizado ao longo de um canal com ou sem fio. Por conta da sobrecarga de dados necessários através de uma ligação sem fio. O real-troughput de dados reais é sempre menor que a abertura de banda.

 

• Feixe de largura.
Uma antena direcional concentra o poder em uma viga principal. Este raio tem uma largura horizontal em graus, quando visto de cima e uma largura vertical em graus, quando vista de lado. É importante lembrar, que quando um sinal está indo e onde os sinais recebidos são provenientes.

 

• Corner Refletor.
O Refletor é um dos elementos de uma antena.
A antena com refletor é aquela que utiliza elementos extras cuja as principais funções são a adequação do sistema irradiante e receptor às melhores condições de ganho e diretividade do sinal irradiado e recebido. Os sistemas de reflexão podem ser de diversos tipos, desde os semi-segmentos em forma de haste utilizadas em antenas plano-terra, hastes sintonizadas de antenas Yagi-Uda, refletores planos em antenas helicoidas entre muitas outras aplicações. A primeira antena com refletor foi a antena monopolo.

 

• Antena Dipolo.
O dipolo é um elemento básico da antena, pode ser usado por si, mas no entanto é usado em combinações com o refletor.

 

• Antena Direcional.
A antena direcional além de concentrarem o sinal na vertical e também na horizontal, em alguns modelos ambos somados, fazendo com que, ao invés de um ângulo de 360 graus, o sinal seja concentrado em um ângulo de 90 graus ou menos.
As primeiras em ordem hierárquica são as antenas setoriais, que concentram o sinal em um ângulo de aproximadamente 90 graus, ou seja, 1/4 de um circulo completo. Se instaladas no canto de um galpão ou cômodas, elas distribuem o sinal em todo o ambiente, deixando um pouco de sinal vazar no outro sentido. A maioria das antenas setoriais trabalham com um ganho de 12 a 17dBi, embora no papel a diferença possa parecer pequena, uma antena de 17dBi trabalha com uma potência de transmissão pouco mais de 3 vezes maior que uma de 12dBi. Existem variações das antenas setoriais, são as Patch Antennas (antenas de painel) e as round patch antenas (antenas circulares).
As Patch Antenna são antenas quadradas, que contêm internamente uma folha de metal, (mais conhecidas como CPE). Elas trabalham com um ângulo de cobertura mais aberto do que as antenas setoriais, mas em compensação oferecem menos ganho, servindo como uma espécie de meio-termo entre elas e as antenas omnidirecionais em seguida das antennas round patch, que seguem o mesmo princípio mas são redondas, as yagi que oferecem um ganho ainda maior, mas em compensação são capazes de cobrir apenas uma pequena área. Em seguida as famosas parabólicas que também captam o sinal em apenas uma direção, de forma ainda mais concentrada que as yagi, permitindo que sejam atingidas distâncias ainda maiores. A maioria das antenas parabólicas destinadas a redes WI-FI utilizam uma grelha metálica no lugar de um disco sólido, o que reduz o custo e evita que a antena seja balançada pelo vento, saindo de sua posição ideal, por conta disso, elas são também chamadas de “grelha” ou “grid” em inglês.

 

• Antena Omnidirecional.
Geralmente usadas por padrão em pontos de acesso, são chamadas de dipole ou omnidirecionais, pois a onda eletromagnética propaga-se em todas as direções, permitindo que você se conecte a rede a partir de qualquer ponto na área em torno do ponto de acesso. Na realidade o sinal propaga-se em um raio de 360º horizontal, em compensação, pouco sinal na vertical.
Lembrando que uma antena omni deve ficar sempre na posição vertical e ao instalar o ponto de acesso, o ideal é que ele fique em uma posição central e um pouco mais alto que os móveis e demais obstáculos, de forma que o sinal possa trafegar até os clientes sem muitos desvios. Se não for possível instalar a antena omnidirecional em um ponto central, considere usar uma antena setorial, de forma a direcionar o sinal pra a área desejada.

 

• Polarização.
Em física, polarização é uma propriedade de ondas eletromagnéticas, ao contrário das ondas mais familiares como as ondas do mar ou sonoras, as ondas eletromagnéticas são tridimensionais e a polarização é uma medida de variação do vetor do campo elétrico dessas ondas com o decorrer do tempo. Em wireless é a orientação de um sinal sem fio com relação a Terra de uma antena transmissora. Podemos polarizar verticalmente, horizontalmente e circularmente (vertical, horizontal e circular).

 

• Relação sinal-ruído
A relação entre sinal e ruído é um conceito de engenharia elétrica, também usado em outros campos como a telecomunicação, pois envolve medidas de um sinal em um meio ruidoso, definindo como a razão da potência de um sinal e a potência de um ruído sobreposto ao sinal.
Podemos comprar essa relação com a música, quanto mais alto for à potência do sinal desejado (a altura da música) maior o nível de ruído no fundo (chiados), não diferente do wireless onde quanto maior o sinal transmissor em potência maior o ruído, esse sinal pode ser medido em decibel (DB).

 

• Comprimento da onda.
O comprimento da onda é a distância entre valores repetidos em um padrão de onda. É geralmente representado pela letra grega Lambda (λ).
O comprimento da onda λ tem uma relação inversa com a freqüência (f), a velocidade de repetição de qualquer fenômeno periódico. O comprimento da onda é igual à velocidade da onda dividida pela freqüência da onda. Quando se lida com radiação eletromagnética no vácuo, essa velocidade é igual à velocidade da luz (c ), para sinais (ondas) no ar, essa velocidade é a velocidade na qual a onda viaja.

 

• Zona de Fresnel (Fresnel zone)
A zona de Fresnel é um aspecto de suma importância no planejamento e troubleshooting (Troubleshooting é o meio de analisar um problema e procurar resolve-lo através de um fluxograma) de link RF.
Pode ser definida como uma série de elipses concêntricas em torno da linha de visada. Ela é importante para a integridade do link, pois determina uma área em torno da linha de visada que pode introduzir interferência no sinal caso ele seja bloqueado.

 

Exemplo:

 

Os objetos na Zona de Fresnel tais como as árvores, prédios entre outros obstáculos, podem produzir reflexão, difração, absorção ou espelhamento do sinal, causando uma degradação ou perda completa deste sinal.
O raio da Zona de Fresnel é calculado pela seguinte fórmula.

 

 

Onde d é a distância do link em milhas, f é a frequência em Ghz ou Mhz e r expresso em pés.
Assim, para um link de 2 milhas na frequênca de 2.4Ghz, teríamos:
R=39.52 pés convertido para Km ficaria R=1204.57 metros (1.2KM).
Assim conseguimos calcular e quantificar até que grau a Zona de Fresnel pode ser bloqueada sem que haja perda completa do sinal.

 

• Siglas.
Abaixo algumas das principais siglas que compõem e constituem datasheets, projetos e cenário do sistema de telecomunicação.

 

VSWR – Voltage Standing Wave Ratio, pode ser definido como um indicador de quantidade de sinal refletida de volta ao transmissor em um circuito RF. Para que toda potência transmitida chegue a antena, a impedância de cabos e conectores deve ser a mesma (Casamento de impedância), do contrário teremos parte do sinal transmitido sendo refletido na linha no ponto onde não há esse casamento.

 

DSSS e FHSS – Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) é a sequência direta de espalhamento do espectro. Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS) é também chamado de salto de frequência. Possuí 79 canais em 20 pulos, sendo que cada canal tem 1Mhz. O objetivo desta tecnologia é transmitir dados sempre em um canal diferente.
Podemos comparar DSSS E FHSS, pois ambas tem suas vantagens e desvantagens e cabe ao administrador da WLAN escolher qual usar e em que situação usar, ao programar uma WLAN. Alguns fatores que devem ser levados em conta na escolha da tecnologia.
1. Interferência de banda estreita.
Vantagem da FHSS que é resistente a interferência, onde DSSS é muito mais susceptível a interferência de banda estreita, devido as suas bandas contíguas de pequena largura (22Mhz).
2. Custo.
A implementação de DSSS é muito menor se comparado a FHSS, pois equipamentos DSSS são facilmente encontrados no mercado.
3. Coexistência no mesmo ambiente físico.
Uma vantagem do FHSS para o DSSS é poder ter em um mesmo ambiente físico um numero maior de rádios.
4. Comparação de coexistência.
Porém, quando levamos em consideração o custo de hardware de um sistema FHSS para obter o mesmo troughput de um DSSS, a vantagem desaparace. Se s objetivos são baixo custo e alto troughput, escolhemos DSSS, mas se o objetivo é manter usuários segmentados por diferentes rádios em um ambiente de coexistência mais denso, escolhemos FHSS.
5. Segurança.
Poderíamos ser levados a acreditar que o FHSS é mais seguro que o DSSS, afinal, somente a descoberta da sequência de pulo da frequência poderia comprometer o sistema FHSS.

 

TAXA DE F/B – Front to back (F/B) é a relação de potência em dB, entre a potência transmitida ou recebida a direção favorecida de uma antena em comparação a sua energia transmitida (ou recebida) a parte de trás da antena. Uma boa antena direcional por exemplo terá uma relação de F/B de 30dB ou mais.

 

HZ (HERTZ) – O Hertz (Hz) é a unidade de frequência derivada do SI (Sistema internacional de unidade), a qual é xpressa em termos de ciclos por segundo a frequência de um evento periódico, oscilações ou rotações por segundo.
Em telecomunicações podemos encontrar algumas das siglas mais usadas.
Onde Hertz é 100
MHz (Mega-Hertz) – 106
GHz (Giga-Hertz) – 109

 

Chegando até yHz (Yocto-Hertz) em outros meios de uso.

 

Watts – O Watt, ou vátio (W), é a unidade de potência derivada do SI. É equivalente a um joule por segundo (1 J/s).
Em telecomunicações podemos encontrar algumas das siglas mais usadas.
Onde Watt é 100
mW (miliwatt) – 10-3
Não devemos confundir MW (Megawatt) com mW (miliwatt).
Podemos encontrar siglas em equipamentos como Nanowatt (nW) e Picowatt (pW), mas isso não se aplica a uma regra geral, podendo ser medida em miliwatt ou usada apenas em propaganda.

 

IEEE – Instituto de Engenheiros e Eletricistas e Eletrônicos ou IEEE (pronuncia-se I3E), é uma organização profissional sem fins lucrativos fundada nos Estados Unidos em 1963. Existem diversos padrões notáveis do IEEE.
488, 754, 802, 829, 896, 1003, 1076, 1284, 1394.
Todos os IEEE promovem atividades sociais e científicas em suas universidades.
O IEEE 802 é referente às redes locais e redes metropolitanas, e alguns sub-padrões do IEEE 802 conhecidos, está o 802.11 que são os padrões para redes sem fio. Este sub-padrão divide-se em várias partes, que são apresentadas da seguinte forma.
802.11 – A, B, D, E, F, G, H, I, J, K, N, P, R, S, T, U, V, X, W, Z
Cada camada não representa apenas a velocidade superior uma a outra, mas também a compatibilidade dês de frequência a região entre Países.
Hoje o padrão que está em difusão é o 802.11ª, pois chega a alcançar velocidades de 54mbps dentro dos padrões da IEEE, e de 72 a 108 Mbps por fabricantes não padronizados. Esta rede opera na frequência de 5 Ghz e inicialmente suporta 64 utilizadores por ponto de acesso (PA). As principais vantagens são a velocidade, a gratuidade da frequência que é usada e a ausência de interferência. A maior desvantagem é a incompatibilidade com os padrões no que diz respeito a Access Point 802.11 B e G, quanto a clientes, o padrão 802.11a é compatível tanto com 802.11b quanto 802.11g na maioria dos casos, já se tornando padrão na fabricação de equipamentos.
O 802.11n foi aprovado recentemente pelo IEEE, vários produtos estão sendo lançados no mercado com este padrão. As principais especificações técnicas do padrão 802.11n incluem: Taxas de transferência disponíveis de 65 Mbps a 600 Mbps, método de transmissão MIMO-OFDM e faixa de frequência 2.4 Ghz e/ou 5 Ghz.

 

LMDS – Fixed Wireless Access é uma tecnologia wireless que tem sido desenvolvida e, agora disponível, para o acesso à internet. O acesso é feito utilizando frequências de rádio e as velocidades de acesso encontram-se na ordem dos Mbits. O LMDS (Local Multipoint Distribution System) é uma das aplicações, existe uma área definida, na qual um utilizador num ponto fixo pode se ligar através de uma antena de rádio instalada nesse local.

 

MMDS – Serviço de Distribuição Multiponto Multicanal, também conhecidos como MMDS ou Cabo Wireless, é uma tecnologia de telecomunicações sem fio, usado para redes de banda larga de uso geral, ou, mais comumente, como um método alternativo de recepção de programação de televisão a cabo. MMDS é usada no Canadá, México, República Dominicana, Islândia, Irlanda, Rússia,Eslovênia, Brasil, Barbados, Austrália, Nigéria, Paquistão, Sri Lanka, Tailândia, Uruguai, Índia, Bielorrússia e Camboja. É mais comumente utilizado em áreas rurais pouco povoadas, onde cabos, que não é economicamente viável, embora algumas empresas podem também oferecer serviços de MMDS nas áreas urbanas. Atualmente a empresa a utilizar essa tecnologia é a Jet, licenciada pela Anatel.

 

Espero que tenham gostado e até a próxima!

 

Fonte: Wikipédia, Google, IEEE.org
Autor: Renan Tavares

 

Comentários

  1. Elias Marcelino disse:

    muito bom

  2. wagner disse:

    parabéns pelo o conteúdo muito bom , mas segue como sugestão que seja elaborado por vcs algum tipo de curso ou palestra para dar treinamentos,,, acredito que ajudaria

    1. Renan Tavares disse:

      Estamos estudando esta possibilidade Wagner, de criar algum tipo de curso, treinamento e materiais para os usuários Mikrotik, Ubiquiti entre outros 😉 siga nosso blog, e fique por dentro das atualizações.

  3. Excelente vai ajudar muita gente pessoal, pois tem gente que acha que internet wireless é só montar torre e pronto!!

    Tem uns que não sabe nem configurar um link no mikrotik e tem preguiça de ler artigos na internet, fóruns, tutoriais etc.

    1. Renan Tavares disse:

      Concordo plenamente, vai de cada um se orientar e ter vontade de estudar… a internet está ai.

      1. David Mello disse:

        Eu já havia comentado com o Renan sobre a possibilidade de um livro e de treinamentos. falta no mercado artigos práticos e com conteúdo real.
        Pois muita coisa que esta disponível é um Crtl+C, Crtl+V , de artigos soltos na internet , facilmente encontrados em Fóruns.

  4. Genis disse:

    mais isso vai ser tornar um livro ou vai ser somente para discutir on line

    1. Renan Tavares disse:

      Genis, são artigos para ajudar os usuários a entender um pouco mais sobre o assunto, se a coleta de dados for grande, posso pensar em criar um livro em PDF, baseado nas experiências em nosso blog.

  5. Alex disse:

    Legal, parabéns.

  6. fernando marques disse:

    muito bom bem elaborado alto nivel técnico

  7. davismello disse:

    Excelente !!!

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