Bachiller

Cálculo del Presupuesto de Potencia
Materiales de apoyo para entrenadores en redes inalámbricas

Sunday, October 9, 2011

Metas
‣ Ser capaces de calcular cuán lejos podemos llegar con el equipo que tenemos ‣ Entender porqué para enlaces largos necesitamos mástiles elevados ‣ Conocer software que ayuda a automatizar el proceso de planificación de radioenlaces
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Sunday, October 9, 2011Pérdida en el Espacio Libre
‣ La potencia de la señal se reduce por el ensanchamiento del frente de onda en lo que se conoce como Pérdida en el Espacio Libre. ‣ La potencia de la señal se distribuye sobre un frente de onda de área cada vez mayor a medida que nos alejamos del transmisor, por lo que la densidad de potencia disminuye.

Figure from http://en.wikipedia.org/wiki/Inverse_squareSunday, October 9, 2011

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Pérdida en el Espacio Libre (@2.4GHz)
‣ A la frecuencia de 2.4 GHz la pérdida en el espacio libre en decibelios es Lfs = 100 + 20*log(D)

‣ ...con Lfs en dB y D en kilómetros.

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Pérdida en el Espacio Libre (a cualquier frecuencia)
‣ Usando decibelios, la pérdida en el espacio libre a una frecuencia f cualquiera es: Lfs = 32.45 +20*log(D) + 20*log(f)

‣ ...con Lfs en dB, f en MHz y D en kilómetros.

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Potencia en un sistema inalámbrico
antena antena

Tx radio

cable PIRE

pérdida en el trayecto

cable

Rx radio

Tx potencia Potencia de transmisión
dBm
Potencia RX Rx power

margen Rx sensibilidad Sensibilidad del RX distancia

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Presupuesto de potencia
‣ Las prestaciones de cualquier enlace de comunicaciones dependen de la calidad del equipo usado. ‣ El Presupuesto o Balance de potencia es una manera de cuantificar las características del enlace. ‣ La potencia recibida en un enlace 802.11 está determinada por tres factores: la potencia de transmisión, la ganancia de la antena transmisora y la ganancia de laantena receptora.

‣ Si esa potencia, menos las pérdidas de trayectoria es mayor que el nivel mínimo de señal recibida del receptor tendremos un enlace viable. ‣ La diferencia entre el nivel de la señal recibida y el nivel mínimo de señal recibida (también llamado sensibilidad del receptor) es el margen del enlace. ‣ El margen del enlace debe ser positivo y debemos tratar de maximizarlo (al menos10 dB para un enlace viable).
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Ejemplo de cálculo de presupuesto de potencia:
Estimemos la factibilidad de un enlace de 5 km, con un AP y un cliente. El AP está conectado a una antena con una ganancia de 10 dBi, tiene una potencia de transmisión de 20 dBm y una sensibilidad de receptor de -89 dBm. El cliente está conectado ta unaantena de 14 dBi, y tiene una potencia de transmisión de 15 dBm mientras que la sensibilidad del receptor es de -82 dBm. Los cables en ambos extremos son cortos, con una pérdida de 2dB cada uno a la frecuencia de operación de 2.4 GHz.
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Enlace entre un AP y su cliente
antena
+10 dBi +20 dBm +14 dBi

antena

Tx radio

cable

pérdida en el trayecto

cable

-2dB PIRE

-114 dB @ 5 km

-2 dB

Rx radio

Potencia de transmisión Tx potencia

???
dBm

Potencia RX Rx power

margen Rx sensibilidad Sensibilidad de Recepción

-82 dBm
distancia
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Presupuesto de potencia: Enlace AP - Cliente
+ + 20 10 2 14 2 dBm dBi dB dBi dB (TX Potencia del AP) (Ganancia de Antena AP) (Pérdida en el Cable AP) (Ganancia de laAntena Cliente) (Pérdida en el Cable Cliente) Ganancia Total (Pérdida en el espacio libre @5 km)

40 dB -114 dB

-73 dBm (nivel de señal recibida esperado) --82 dBm (sensibilidad del Cliente) 8 dB (margen del enlace)

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Dirección opuesta: Cliente - AP
antena
+14 dBi +15 dBm +10 dBi

antena

Tx radio

cable

pérdida en el trayecto

cable

-2 dB PIRE...