antenne multifilari

Lan & Wan Solutions S.r.l.Lan & Wan Solutions S.r.l.Soluzioni Informatiche per Reti Locali & Soluzioni Informatiche per Reti Locali &

GeograficheGeografiche

Soluzioni e Tecnologie per Coperture RF Indoor

Sistemi Wireless Indoor

Un sistema Wireless Indoor è un sistema di comunica-zione PUNTO-MULTI-PUNTO che

interconnette terminali fissi o mobili ad una rete fissa locale LAN. I sistemi a radio frequenza

(RF) interni per trasmissione dati sono normalmente su banda libera ISM e utilizzano i

protocolli standard del WiFi e dell’HIPERLAN.

Soluzioni di telecomunicazioni wireless

Bluetooth802.15.1RFID

Aree

di C

oper

tura

Velocità di Connessione

WPAN10 m

WLAN100 m

WMAN1-5 Km

WWAN>50 Km

Wi-Fi802.11b/g

F/M-BWAWiMAX

802.16a/d/ePTP-NB

su bande libere HS

HIPERLAN802.11h e n

F-BWAWLL 26GHz

10 kbit/s 100 kbit/s 1 Mbit/s 10 Mbit/s 100 Mbit/s 1 Gbit/s1 kbit/s

SostitutivoSostitutivoal cavoal cavo

SOHO edSOHO edAccessiAccessipubblicipubblici

AmbientiAmbientiUrbani eUrbani eruralirurali

CollegamentiCollegamentiRegionali eRegionali eglobaliglobali

Satellite

PTP-NBFull-IP

licensedGSM-UMTS-LTE

WSN

I vantaggi delle coperture Wireless Indoor

1. Rapidità di collegamento tra reti LAN esistenti e PC o postazioni fisse, in assenza di cablaggi strutturati.

2. Mobilità dei terminali remoti (PDA), all’interno delle aree coperte dalle celle radio con possibilità di roaming tra una cella e l’altra.

3. Possibilità di convergere dati, voce (VoiP) e video su terminali mobili attraverso una singola infrastruttura.

Tecnica attuale di copertura RF indoor e

limiti dei sistemi tradizionali

AREA DA COPRIRE CON RF

Copertura RF – WiFi standard

• La copertura tradizionale di aree indoor si basa sull’utilizzo di Antenne omni direzionali, settoriali o direttive aventi tutte un diagramma di antenna di campo lontano a “sorgente puntiforme” ovvero inscrivibile in una sfera

AP 1 AP 2 AP 3

Principali Limiti delle coperture tradizionali

• Caduta della connessione tra client ed access point in presenza di ostacoli opachi alla radiofrequenza che schermano il segnale radio;

• Insorgenza di mutua interferenza co-canale o iso-canale tra Access Point in caso di copertura cellulare della stessa area, dovuta alla scarsa risorsa radio nelle bande di interesse;

• Eventuali problemi di caduta di connessione durante il ripetuto transito dei terminali mobili da una cella all’altra (roaming).

Ostacoli opachi alla RF

ACCESS POINT CON ANTENNA OMNI DIREZIONALE

ZONA D’OMBRA

ZONA IN VISIBILITA’

Interferenze co-canale

• Nella banda WiFi dei 2,4-2,5Ghz il piano delle frequenze prevede solo 3 canali non interferenti, un quarto Access Point installato nella stessa area dovrebbe essere allocato su una delle 3 frequenze già in uso.

AP ch1

AP ch6

AP ch11

AP ch1

INTERFERENZA

Roaming

• Quando un Client si sposta da una cella all’altra sono possibili ritardi nel roaming o perdite di connessione (soprattutto in presenza di canali ripetuti ed interferenti)

AP ch1

AP ch6

AP ch11

AP ch1

Soluzione RF con antenne a Soluzione RF con antenne a copertura costante Multifilaricopertura costante Multifilari

Principio diFunzionamento

• Le Antenne Multifilari approcciano diversamente il problema della copertura passando da una situazione di irradiamento di tipo PUNTIFORME ad un irradiamento di tipo DISTRIBUITO.

• La soluzione si propone solo con il cambiamento degli elementi passivi radianti, mantenendosi svincolata dalla scelta dell’Hardware attivo, ovvero indipendente dal tipo di Access Point

Principio diFunzionamento

• Diagrammi di radiazione antenna omni- direzionale

• Diagrammi di radiazione antenna settoriale

OMNIDIREZIONALE: PIANO VERTICALE OMNIDIREZIONALE: PIANO ORIZZONTALE

SETTORIALE: PIANO VERTICALE SETTORIALE: PIANO ORIZZONTALE

0 180 0 180

0 180 0 180

Principio diFunzionamento

• Diagramma di radiazione cilindrico antenna Multifilare

PIANO VERTICALE PIANO ORIZZONTALE

0 ½ H HH = LUNGHEZZA DELL’ANTENNA DISTRIBUITA

0 180

Principio diFunzionamento

• Diagramma di radiazione 3d antenna MultifilareAccess Point

Antenna BT

Lunghezza max 100m

Campo RF

AREA DA COPRIRE CON RF

Copertura RF – WiFi con antenne Multifilari

• La copertura tradizionale è sostituita con antenne distribuite non puntiformi

AP 1 AP 3AP 2

Copertura RF – WiFi con antenne Multifilari BT• Ciascuna antenna collegata ad un singolo

Access Point (o multi Access Point) può coprire in modo uniforme, indipendentemente dagli ostacoli le seguenti aree:

– WiFi 802,11b/g (a banda piena) aree da 80x40 metri, corrispondente a 3.200 mq.

– HiperLAN 802.11a/h (a banda piena) aree da 60x40 metri corrispondenti a 2.400 mq

Vantaggi della Soluzione Multifilare BT_1

• La diffusione distribuita del segnale radio aumenta considerevolmente la probabilità che il terminale remoto mobile sia in diretta visibilità con l’antenna, con una conseguente notevole diminuzione delle zone d’ombra causate da ostacoli.

• L’ampliamento della superficie delle celle di copertura, sottostanti a ciascun AP, consente un minor riutilizzo delle risorse radio quindi minimizza la probabilità di interferenza co-canale.

• L’ampliamento della superficie di ciascuna cella RF consente, a parità di area da servire, un minor numero di celle differenti, quindi una riduzione del roaming ed un conseguente miglioramento nella continuità del servizio.

Vantaggi della Soluzione Multifilare BT_2

• Nell’implementazione di questa tecnologia, su sistemi esistenti con antenne tradizionali, è comunque possibile nella maggior parte dei casi il completo riutilizzo degli apparati attivi esistenti, quindi una conservazione dell’investimento effettuato.

• L’antenna per la sua caratteristica di campo distribuito, presenta un guadagno d’antenna molto inferiore rispetto a qualsiasi altra antenna omni direzionale e tanto meno direttiva. Di con-seguenza l’intensità del campo elettromagne-tico EIRP emesso dall’antenna, a parità di potenza dal trasmettitore, risulta essere note-volmente ridotto, con notevole diminuzione dell’inquinamento elettromagnetico.

ACCESS POINT CON ANTENNA OMNI DIREZIONALE

Soluzione per gli ostacoli

ZONA IN VISIBILITA’

ACCESS POINT CON ANTENNA

MULTIFILARE BT

ZONA IN VISIBILITA’

ZONA IN VISIBILITA’

Soluzione in caso di scaffalature

AP 2

AP 1

Riduzione del numero di Access Point (interferenti)

AP 2

AP 3

AP 3

AP 1

COPERTURA TRADIZIONALE

AP 2

AP 1

AP 2

AP 1

COPERTURA BT

Riduzione del Roaming

AP 2

AP 1

STESSA CELLA

CAMBIO CELLA

STESSA CELLA

La sicurezza coperture WiFi e

Hiperlan• Il sistema a copertura costante per le sue

caratteristiche di diagramma di antenna cilindrico e basso campo emesso presenta un notevole CONFINAMENTO DEL CAMPO

• Tale confinamento rende la rete wireless intrinsecamente più sicura, non solo ad opera dei protocolli di criptaggio, ma soprattutto perché fuori dalle aree di copertura il campo decade molto rapi-damente.

La sicurezza coperture WiFi e Hiperlan

ANTENNA BT ANTENNA BT

COPERTURA (SEZIONE)

AREAESTERNAA RISCHIOINTRUSIONE

Ridondanza e configurazione 1+1

• Le antenne BT supportano anche configurazioni protette 1+1 e 2+1 che permettono di:– Estendere il numero di Client per

antenna in modalità Load-Balancing– Funzionare in back-up su aree

tradizionali in caso fault di un Access Point in modalità quasi Hitless.

Ridondanza e configurazione 2+1

Antenna BT

Lunghezza fino 100m

Access Point BAccess Point A Access Point C

Kit 1+1/2+1

Freq.

Ch.1 Ch.6 Ch11

Integrazione con altre tecnologie radio

• Le antenne BT supportano diverse gamme di frequenza da 800MHz a 3GHz, il permette la radio copertura (anche contemporanea) delle tecnologie operanti in queste bande:

– Wifi 802.11b/g (2.4-2.5GHz)– GSM 900 (880-930MHz)– GSM 1800 (1710-1880MHz)– DECT (1880-1900MHz)– UMTS (2.1 GHz)

Integrazione con altre

tecnologie radio

Frequenza

GSM DECT WIFI

Esempi installativi _1

Esempi installativi _2

Esempi installativi _3

Esempi installativi _4

Analisi Tecnica Economica

Sistemi tradizionali Vs Sistemi a copertura costante MULTIFILARE

BT

Il costo del wireless indoor tradizionale

• A parità di aree coperte, il costo di un impianto radio frequenza indoor tradizionale dipende fortemente dalle infrastrutture interne esistenti, ed in particolare:– Scaffalature– Pareti attrezzate– Particolari macchinari– Materiale stoccato

• Con l’aumentare degli ostacoli e della complessità delle infrastrutture, aumenta il numero di Access Point e di antenne tradizionali.

Il costo del wireless indoor MULTIFILARE BT

– Con la soluzione MULTIFILARE BT e l’utilizzo di antenne a copertura costante, il costo dell’impianto dipende quasi esclusiva-mente dalla SUPERFICIE da coprire e non dall’layout e dalla complessità degli ostacoli.

– Nel caso di copertura Wi-Fi indoor 802.11b/g ogni antenna è infatti in grado di coprire fino a 3.000-3.500 mq

Comparazione impatto tecnologie

• Capannone rettangolare da 6.500 mq completamente libero:– Servono circa 3 Access Point con antenne tradizionali– Servono 2 Access Point con antenne BT

• Capannone rettangolare da 6.500 mq completo di scaffalature metalliche opache alle microonde:– Servono circa 6-7 Access Point con antenne

tradizionali– Servono SEMPRE 2 Access Point con antenne BT

Numero di AP in funzione della complessità delle aree

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Num

ero

di A

cces

s Poi

nt

nece

ssar

i alla

Cop

ertu

ra

Libero Materialebasso

MaterialeAlto Fisso

ScaffalatureStandard

ScaffalatureFitte

MaterialeOpaco Alto e

MobileTipo di ingombro di un locale da 10.000mq

Soluzione Tradizionale x 10.000mq

Soluzione BT x 10.000mq

Costo dell’impianto a parità di copertura

0

5

10

15

20

25

30

3.200 6.500 9.700 13.000 16.300 20.000 23.500Superfice dei locali (mq)

Cost

o in

dica

tivo

dell'

impi

anto

in m

iglia

ia d

i Eur

o

Soluzione Tradizionale Locale Completamente Libero

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Soluzione BT in ENTRAMBE le soluzioni

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