palestra proeletronic - congresso ceitel
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Projeto de rádio enlaces, determinação de características de antenas para seus projetos.TRANSCRIPT
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Arthur R. Santos [email protected]
Histórico da PROQUALIT
• Fundada em dezembro de 1991, em São José dos Campos, iniciou suas atividades atendendo indústrias da região do Vale do Paraíba em serviços de industrialização e desenvolvimento de produtos eletrônicos.
Histórico da PROQUALIT
• A partir de janeiro de 1994, a empresa passou a desenvolver e fabricar produtos para recepção e distribuição de sinais de TV (aberta e paga), segurança, áudio e vídeo, telefonia e internet, com a marca registrada PROELETRONIC.
Histórico da PROQUALIT
• Em 2001 entra em nova fase de sua história, e, com maturidade e experiência, muda-se para Guararema / São Paulo, em uma área de 30.000m² e 2.500m² de área construída.
Histórico da PROQUALIT
• Em 2007 inaugura mais uma ampliação de 2.500 m², totalizando 5.000 m² de área industrial.
FILIAL EM MINAS GERAIS
Em 2008 segunda planta industrial na cidade de Sapucaí Mirim
Setores de atuação
• Produtos para TV Paga, TV Aberta, CATV, MMDS
• Internet, Wireless, Wimax
• Produtos para Telefonia Celular
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IOL Professional Services: Serviços de redes LAN/WAN Implantação de infra-estrutura cabeada e wireless Análise de redes LAN/WAN/Wireless
IOL Educacional: Laboratórios completos Profissionais capacitados Métodos de ensino dinâmico e interativo Material didático exclusivo
Apresentação – Instituto Online
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Nossos cursos
• Especialização em Wireless LAN 30/11 a 02/12
• Cabeameno Estruturado 19 e 20/11
• Telefonia IP com Asterisk (VoIP) 23 a 27/11
• Administração e suporte de redes: Administração e suporte de redes Windows Administração de redes Linux
• Análise e projeto de redes Ativos de rede TCP/IP Análise de Rede
• Preparação para exame Cisco CCNA •Gestão de redes:
ITIL Foundation – Gestão de serviços de TI/TCOM
Governança de Tecnologia da Informação –
COBIT 4.1
• Segurança de redes: Segurança de redes locais e Internet Segurança de redes com SNORT Firewall Implantação de norma de segurança ISO
17799
• Desenvolvimento de websites com PHP e banco de dados
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Projeto de radioenlaces para Wi-Fi
Agenda:
• Redes Cabeadas x Redes wireless• Sistema de comunicação sem fio• Definição Radiofreqüência • Banda ISM• Padrões IEEE 802.11• Anatomia da forma de onda• Matemática da forma de onda• Potência irradiada efetiva (eirp)• Dipolo de meio onda• Linha de visada
• Ganho de antena• Polarização de antenas• Largura de feixes• Diagrama de irradiação• Tipos de antenas:
Antena Omnidirecional Antena Painel Antena grade
• Conectores• Cálculo de enlaces
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notebook
onboard
• Placa de Rede
• Hub/Switch
• Cabos de rede• Print Server
Internet
• Modem
• Roteador
Estrutura de uma rede cabeada
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notebook
USB
Internet
• Placa de Rede Wireless• Access Point• Print Server Wireless• Modem• Roteador
Estrutura wireless LAN
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Sistema de comunicação sem fio
Transmissor/Receptor
Atmosfera
Distância
Antena Antena
Linhas de transmissão
Transmissor/Receptor
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Radiofrequência - Definição
• RF são correntes alternadas de alta freqüência que passam através de condutores de cobre e, então, são radiadas pelo ar através de antenas.• As antenas transferem a energia do sinal do cabo para o espaço na forma de ondas e vice-versa.• As ondas de rádio se propagam em todas as direções.
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Banda ISM - Industrial, Scientific and Medical
Banda dedicada disponível para redes LAN
902 a 928 MHz26 MHz
902 a 928 MHz26 MHz
2,4 GHz a2,4835 GHz83,5 MHz
(IEEE 802.11b/g/n)
2,4 GHz a2,4835 GHz83,5 MHz
(IEEE 802.11b/g/n)
5,15 - 5,35 GHz5,470 - 5,725 GHz5,725 - 5,850 GHz
480MHz(IEEE 802.11a/n)
5,15 - 5,35 GHz5,470 - 5,725 GHz5,725 - 5,850 GHz
480MHz(IEEE 802.11a/n)
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Padrões Wireless LAN
802.11b 802.11g 802.11a 802.11n
Velocidade Até 11 Mbps Até 54 Mbps Até 54 Mbps Até 600 Mbps
Frequência 2,4 GHz 5 GHz 2,4 GHZ e 5 GHz
Tecnologia DSSS DSSS/OFDM OFDM MIMO/OFDM
Compatibilidade 802.11.g/n 802.11b/n 802.11a/n 802.11a/b/g
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Anatomia da forma de onda
X
y
f = freqüência = número de ciclos por segundo (Hertz)
λ = Comprimento de onda (metros)
f = c / λ
90o 180o 270o 360o0o
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λa
λb
f = c / λ
λa > λb => fa < fb
Anatomia da forma de onda
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Comprimento de onda
λ = 300.000 Km/s = 12,24 cm 2.450.000.000 Hz
λ = 300.000 Km/s = 5,19 cm 5.775.000.000 Hz
λ = velocidade da luz no vácuo
freqüência
λ = velocidade da luz no vácuo
freqüência
802.11a -> Melhor penetração em obstáculos com estruturas metálicas de espaçamento pequeno
2,45 GHz
5,75 GHz
λ = 12,24 cm
λ = 5,19 cm
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Matemática da RadiofreqüênciaPotência a serem determinadas
Transmissor/Receptor
Latm = Perdas na Atmosfera
Perdas nas Linhasde transmissão
Transmissor/Receptor
PTXA PTXB
PeA PeB
GB = Ganho antena B GA = Ganho antena A
Potência de transmissão do rádio
SRXA SRXB
Sensibilidade derecepção do rádio
SRXA = PTXB – PeB + GB - Latm + GA - PeA
Sensibilidade derecepção do rádio
SRXB = PTXA – PeA + GA - Latm + GB - PeB
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• Logarítmo: ac = b logab = c Exemplo: log 1000 = 3 porque 103 = 1000 Representa-se como log10 1000 = 3
Logarítmo
log 100 = 2 porque 102 = 100log 10 = 1 porque 101 = 10log 1 = 0 porque 100 = 1
log 2 = 0,3 porque 100,3 = 2
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Relação de potências – Decibel (dB)
PRef = 50 mW PSaída = X2
Relação ent/saída= RE/S = PSaída
PRef
= 100 mW50 mW
= 2
dBm = 10 log RE/S = 10 log 2 = 3 dBm
100 mWEx.: Antena
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Decibel
dBm = 10 log RE/S = 10 log 2 = 3 dBm
-40 -30 -20 -10 0 +10 +20 +30 +40
÷10000 ÷1000 ÷100 ÷10 1 x10 x100 x1000 x10000
dBm dBm dBm dBm dBm dBm dBm dBm dBm-12 -9 -6 -3 0 +3 +6 +9 +12
÷16 ÷8 ÷4 ÷2 1 x2 x4 x8 x16
dBm dBm dBm dBm dBm dBm dBm dBm dBm
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Irradiador Isotrópico
• Transmissor teórico que irradia com igual intensidade em todas as direções.
• dBi: Representa o ganho
de uma antena em relação a um irradiador “isotrópico” (i).
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Potência isotrópica irradiada específica (eirp)
Potência do transmissor (dBm)
RádioPsaída
Conector
AntenaCaboFeixe de RF
Cabo
eirp (potência de saída)
+ ganho da antena (dBi)
– perdas de conexão (dB)
– perdas nos cabos (dB)
= eirp (dBm)
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Dipolo de meia onda
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Linha de visada (zona de Fresnel)• Linha direta de visão entre transmissor e receptor;• Obstáculos prejudiciais: montanhas, árvores, raio de curvatura da terra, prédios, etc...
r0
Até 40% de bloqueio da Zona de Fresnel é um valor aceitável para a boa transmissão/recepção de sinal
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Ganho da antenaÉ a capacidade de uma antena em concentrar, na direção de interesse, a potência que seria irradiada em outras direções, caso utilizasse uma antena isotrópica.
S omente 63% de luzpassando pelo c írcu lo de
m esm a área
100% de luz passandopelo c írculo
10% de luz passandopelo c írculo
30% de luz passandopelo c írculo
63% de luz passa pelo círculo de mesma área
10% de luz passando pelo círculo de mesma área
30% de luz passando pelo círculo
100% de luz passando pelo círculoGanho ocorre tanto na
transmissão quanto na recepção
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Polarização das antenasPolarização: orientação das linhas de força do campo elétrico da onda.
Campo Elétrico
Campo Elétrico
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Perda de isolação por polarização cruzada
Nível de recepção (dBm)
Freqüência
Vertical - VerticalIsolação por polarização cruzada
Vertical - Horizontal
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Largura de feixe (ângulo de meia potência)
Tipo de antenaLargura de feixe
vertical (Elevação) (em graus)
Largura do feixe horizontal
(Azimute) (em graus)
Omnidirecional 7 a 80 360
Patch/Painel 6 a 90 30 a 180
Parabólica 4 a 21 4 a 25
Setorial 7 a 26 60 a 180
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Diagrama de irradiação
Vista de corte verticalou de elevação (Plano-H).
Vista superiorDiagrama horizontal ou
de Azimute (Plano-E).
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Tipos de antenas
•Ominidirecionais: todas as direções;
•Semi-Direcionais: focadas em um ângulo específico;
•Direcionais: muito focadas em uma direção.
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Antenas Omnidirecionais
Núm. de
dipolos
Ganho médio (dBi)
1 2,15
2 5,15
4 8,15
8 11,15
16 14,15
Múltiplos dipolos em fase
½ λ
Malha externa
Linha de transmissão do transmissor
Isolante
Condutor interno
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Antenas Omni Proeletronic
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Antenas omnidirecionais – Aplicação
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Antena painel
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Antena painel Proeletronic
Painel setorial de 60° Painel setorial de 90°
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Painel setorial - Aplicação
Vantagem: . Maior número de assinantes. Maior alcance
Pilhagem: . 6 paineis de 60° = ominidirecional. 4 paineis de 90° = Ominidirecional
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Antenas direcionais grade
Vista lateral Vista superior
Prato refletor
Fonte do sinal
Cabo
Ganho (dBm) é proporcional a área
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Antenas grade - Aplicação
Matriz
Filial
Access Point(modo Bridge)
ServidorPC
Switch
Access Point(modo Bridge)
Switch
PCServidor
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Antenas grade - Aplicação
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Antenas grade - Proeletronic
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Conectores
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Exemplo de cálculo de link
Access Point 20 dBm
Access Point20 dBm
PigTail = 0,50 dB
Protetor de raio = 0,05 dB
Cabo LMR 400 = 0,22 dB
Conector = 0,25 dB
Antena A = 17 dBi
Antena B = 17 dBi
10 Km
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1) Atenuação sofrida pelo sinal no trajeto entre as antenas:
L = 20 log(10) + 20 log(2,437) + 92,44 + 20 L = 130 dB
2) Sinal recebido no rádio A:
SA = 20 – 1,02 + 17 – 130 + 17 – 1,02 SA = - 78 dBm
3) Sinal recebido no rádio B:
SB = 20 – 1,02 + 17 – 130 + 17 – 1,02 SB = - 78 dBm
Exemplo de cálculo de link
L = 20 log(d) + 20 log(f) + 92,44 + 10
SA = Pot. Rádio B – Perdas linha B + Ganho antena B – Perdas espaço livre + Ganho antena A – Perdas linha A
SB = Pot. Rádio A – Perdas linha A + Ganho antena A – Perdas espaço livre + Ganho antena B – Perdas linha B
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Exemplo de cálculo de link
4) Verifique dos dados do fabricante se o valor de sinal que chega a cada rádio é suficiente para sensibilizar o rádio:
Sensibilidade de recepção do rádio
11 Mbps 54 Mbps
-84 dBm - 71 dBm
Como os rádios estão recebendo apenas -78 dBm, faltam 7 dBm para o sistema funcionar na máxima velocidade. Logo, resolvo o problema trocando as antenas de 17dBi por antenas de 25 dBi Proeletronic.
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