Diseño de Redes

Para tener un enlace debemos de tomar en cuenta que tenemos tres tipos de configuración de redes:

Enlace Punto a Punto, Enlace Punto a Multipunto y Nubes Multipunto a Multipunto

La estrategia de diseño va a depender de la naturaleza del problema.

 Enlace Punto a Punto

Si queremos conectar dos edificios que estén libres de obstáculos, buena linea de vista,podemos realizar este tipo de enlace  que nos garantiza un enlace seguro a mas de 30km. 

Esta comunicación es muy usada en estaciones meteorológicas porque nos permite recolectar datos sin necesariamente estar presentes en el lugar, nos brinda un gran ancho de banda que  es suficiente para la cantidad de datos que se desea recolectar.

Enlace Punto a Multipunto

Un ejemplo típico es el uso de un punto de acceso inalambrico  que provee de Internet a varias computadoras portátiles, estas deben de estar dentro de un rango del punto de acceso para poder usar la red.

Enlace Multipunto a Multipunto

Tambien conocida como enlace tipo malla,mesh o red ad hoc, en una red multipunto no hay una autoridad central, cada nodo de la red transporta el trafico de tantos otros como sea necesario y todos los nodos se comunican directamente entre si. El beneficio de esta red es que si algun nodo es inalcansable desde el punto de acceso central, igual pueden comunicarse entre si. Estas redes detectan problemas de enrutamiento automaticamente y los solucionan, si un cliente tiene acceso a la nube esta conexion puede ser compartida por el resto de  clientes.

las desventajas son su topologia y el aumento de la complejidad, la disminución del rendimiento, la seguridad de la red y la capacidad que no es igual al  enlace punto a punto o punto multipunto debido a la sobrecarga en el espectro de radio.

Calculo de Presupuesto de Enlace

Potencia de Transmición

Se expresa en milivatios o en dBm. La potencia de transmicion tiene un rango de 30mW a 200mW o mas. La potencia de transmición a menudo depende de la tasa de transmición. La potencia de transmición de un dispositivo esta provisto en los manuales de fabricante.

Ganancia de las Antenas

Las antenas son dispositivos pasivos que crean el efecto de amplificación debido a su forma física. Las antenas tienen la misma característica cuando reciben que cuando transmiten, por ejemplo una antena de 12dBi simplemente es una antena de 12dBi sin especificar en el modo de transmicion o modo de recepción..

 El Mínimo Nivel de Señal Recibida

La sensibilidad del receptor esta denotada por la sigla RSL y es expresado como dBm negativo (-dBm) y es el nivel mas bajo de la señal de red inalambrica que se puede distinguir. El mínimo siempre va a ser en el rango de -75 a -95dBm.

Perdidas en los Cables

Parte de la energía de la señal se pierde en los conectores,cables y otros dispositivos.  La perdidas de señal para cables coaxiales cortos incluyendo los conectores, es bastante baja en el rango de 2 - 3dBm, lo recomendable es tener cables lo mas cortos posible.

Perdida en el Espacio Libre

la potencia de la señal se ve disminuida por la disperción geométrica del frente de onda, cuanto mas distante se encuentran las antenas , la señal sera mas pequeña , esta perdida se da porque la señal radiada se expande en función de la distancia desde el transmisor.

Ecuanción para la Perdida en el Espacio Libre

LFSL= 40 + 20 log(r)      [dB]   donde  r es la distancia entre transmisor y receptor

Perdida por Atenuación

Esto ocurre cuando parte de la potencia de la señal es absorvida al pasar a travez de objetos solidos como arboles, paaredes, ventanas y edificaciones. La atenuacion es mmuy dificil de cuantificar con exactitud. La forma mas conveniente es agregando una perdida permitida por ejemplo a los arboles se le suman 10 a 20 dB mientras que a las paredes contribuyen con 10 a 15dB

Perdida por Multitrayecto, Desvanecimiento o Dispersión de la Señal

Cuando la señal transmitida es enviada al receptor, esta contiene lóbulos que envían la misma señal a otras direcciones creando señales reflejadas, en algunos casos estas señales se suman en el receptor favoreciendo la comunicacion pero si se suman fuera de la fase la señal recibida es prácticamente nula este fenómeno es conocido como anulación

Ecuación de Perdida de Trayecto

 L(dB)= 40 + 10.n.log(r) + L(permitida)   donde n=3 en un medio con arboles y n=4 en ambiente interno

para realizar una estimación aproximada de la viabilidad del enlace, se puede evaluar solamente la perdida en el espacio libre.

Ganancia Total= PotenciaTransmisor[dBm]+GananciaTransmisor -PerdidaTransmisor +GananciaReceptor-  PerdidaCablesReceptor

la perdida en el trayecto de la ganancia total sera:

Nivel de Señal= Ganancia Total-Perdida en el Trayecto

Perdida de espacio Libre a 2.4GHz

 Distancia(m)     Perdida(dB)

      100                   80

      500                   94

     1000                  100

     3000                  110

     5000                  114

    10000                 120

 Radio Mobile

Es una herramienta de diseño y simulacion de sistemas inalambricos. Haremmos un curso completo dedicado a este sotware

Recomendaciones

1. En en enlace punto a punto el aumento de la directividad tiende a rechazar el ruido de los costados, las antenas omnidireccionales reciben ruido de todas direcciones
2. No utilice un amplificador este puede causar problemas de interferencia en otras señales
3. Utilice antenas sectoriales en lugar de las omnidireccionales para reducir el ruido