En esta entrada se repasara como medir la señal RF y las distintas unidades que se utilizan.
1.2.
Apply the basic concepts of RF
mathematics and measurement
Para poder medir la señal Wireless disponemos de dos tipos
de unidades de medias, absolutas y relativas. Con las absolutas tenemos en todo
momento el conocimiento del valor total de la señal. Con las relativas el valor va relacionado a valor medido inicialmente. Ej. podemos tener dos personas
y preguntar por cuanto mide y tener valores absoluto 1,7 y 1,80. O podemos tener medidas relativas
y si decimos que el primero mide 1,70 y el segundo mide 10 cm más que el
primero.
Medidas Absolutas:
·
Watt (W)
·
mW (mW)
1.2.1.
Decibelios relativos a 1mW (dBm)
Unidades Relativas:
·
Decibelios (dB)
·
Decibelios relativos a radiadores isotrópicos
(dBi)
·
Decibelios relativos a antenas dipolo half-wave
(dBd)
1.2.2.
Watt and milliwatt
Se trata de una medida de energía eléctrica.
W=Volts* Ampers
1 milliwat es igual a 1 watt entre 1000.
La regulación de potencia de los equipos 802.11 funcionan
entre los valores de 1 mW y 100mW
1.2.3.
Decibel (dB)
En una unidad de medida que se utiliza como comparación es
relativa a un cambio de potencia de una señal que se genera en un punto determinado
y viaja hacia otro punto. Por ejemplo, cuando emitimos una señal vemos con qué
nivel de potencia se realiza, cuando ésta llega al receptor esta potencia de atenúa.
Para tener la relación de la potencia inicial respecto a la final se usan os decibelios.
Cuando no hay variación de señal en el punto inicial y en el
punto final se puede decir que el valor en dB = 0
Cuando se dobla el valor de la señal inicial se añaden 3 dB.
Ej. si al inicio tenemos un valor de 1 mW y en segundo punto tenemos un valor
de 2mw se dice que la potencia ha aumentado 3dB
De la misma manera cuando la potencia se incrementa 10 veces
también aumentan en 10 dB
Ej. si el valor inicial son 10mw y el segundo punto de
referencia tenemos 100mw podemos decir que la señal ha aumentado 10 dB y
tenemos un valor de 20 dBm (Los dBm se analizaran próximamente)
Siguiendo la misma lógica, cada vez que dividimos por dos,
quitamos 3 dB. Si dividimos por 10, restamos 10 dB.
Hay una regla importante que debemos recordar. Cuando se
dobla la diferencia, se pierden 6 dB. Con la misma lógica a la mitad de esa
distancia se pierden 3dB. Esto es interesante ya que si ponemos dos AP que se vean
entre sí a 70dBm de señal el punto medida entre los dos será 67dBm que es la
señal mínima que ha de tener la VoIP
1.2.4.
dBm, dBd and dBi
·
dBm: hace referencia a potencia
eléctrica. Toma como referencia 1 mW lo que equivale a 0 dBm. Si doblamos la
potencia 2mw añadimos 3 dBm lo que equivale a 3dBm
·
dBi: sirve
para comparar coberturas entes distintas antenas. Toma como referencia el
patrón de radiación de una antena isotrópica. Este tipo de antena irradia de la
misma manera en todas las direcciones, pero no existe ya que físicamente es
imposible construir una antena similar. Gracias a esta medida podemos comparar
y ver que, si tenemos una antena de 4 dBi y una de 8dBi, podemos saber que la segunda
tiene un poco más del doble de potencia que la primera.
·
dBd: toma como referencia el patrón de
radiación de una antena dipolo.
§ 0dBd
= 2.14 dBi
1.2.5.
Noise floor
Es la suma de todas las señales de RF que no son deseadas.
Estas pueden provenir desde distintas fuentes como el calor de la tierra, de
espacio, sistemas de medida, …
1.2.6.
SNR and SINR
Signal to
Noise Ratio (SNR). El SNR es igual al índice de potencia de la señal
recibida (RSSI) menos el ruido de fondo (Noise Floor) Cuanto mayor sea la
diferencia de la potencia de la señal respecto al ruido, más inteligible será
la transmisión principal.
1.2.7.
RSSI
Received Signal Stregth Indicator (RSSI) muestra la cantidad
total de señal recibida.
Se suele mostrar con un valor negativo ya que lo que se
recibe una parte de la potencia inicial generada en el transmisor. Se suele
medir en dBm. Este valor depende de cada fabricante. Dos antenas colocadas a la
misma distancia con las mismas potencias pueden mostrar diferentes valores (o
incluso del mismo fabricante).
1.2.8.
Signal metric conversions
Para poder convertir de dBm a mW y viceversa sin calculadora
se ha de recurrir a la regla de 10 y el 3.
Cada vez que añadimos 3 dB de ganancia quiere decir que
doblamos la potencia de la señal
Cada vez que añadimos 10 dB de ganancia quiere decir que
multiplicamos por 10 potencia de la señal
Cada vez que restamos 3 dB de ganancia quiere decir que dividimos
por dos la potencia de la señal
Cada vez que quitamos 10 dB de ganancia quiere decir que
dividimos por 10 la potencia de la señal.
Partiendo de esta regla podemos decir que, si partimos que 0
dBm es igual a 1mw, si ampliamos la potencia 3 dB tendremos 2mw de potencia.
A continuación, se detalla una tabla de combinaciones que se
pueden usar para hacer cálculos por medio de la regla del 3 y el 10.
Perdida o Ganancia (dB)
|
Combinación de 10 y 3
|
-10
|
-10
|
-9
|
-3 - 3 - 3
|
-8
|
-10 -10 +3 +3 +3 +3
|
-7
|
-10 + 3
|
-6
|
-3 - 3
|
-5
|
-10 – 10 +3 +3 +3 +3 +3
|
-4
|
-10 + 3 + 3
|
-3
|
-3
|
-2
|
-3 -3 -3 -3 +10
|
-1
|
-10 + 3 + 3 + 3
|
1
|
3+3+3-10
|
2
|
3+3+3+3-10
|
3
|
3
|
4
|
10 - 3 - 3
|
5
|
10 + 10 -3 -3 -3 -3 -3
|
6
|
3 + 3
|
7
|
10 – 3
|
8
|
10 +10- 3 -3 - 3 -3
|
9
|
3 + 3 + 3
|
10
|
10
|
1.2.9. System Operating Margin (SOM), fade
margin and link budget calculations
Todos los dispositivos tienen una sensibilidad diferente a
la hora de ser capaces de interpretar las señales que les llegan, en principio
mientras más modernos son los dispositivos más capacidad de saber interpretar
señales con un nivel más bajo.
Link budget se utiliza para garantizar que una señal que sale
de un transmisor y sufre las correspondientes ganancias y perdida de señal, una
vez llegue al receptor, éste sea capaz de interpretarla.
Dado que la señal en el trascurso de la transmisión puede
sufrir ciertas fluctuaciones a nivel de señal es recomendable dejar margen a esta estos desniveles.
Esto se ha de tener en cuenta sobre todo en instalaciones de exterior donde por
ejemplo las condiciones atmosféricas pueden variar la amplitud de una misma
señal.
Fade marging es como se denomina a este margen para
fijar una potencia algo mejor a con la que los dispositivos podrían trabajar sin
problemas para en situaciones en las que la señal llegue un poco más atenuado, estos
valores todavía estarían dentro de los que el receptor es capaz de interpretar.
System operating margin (SOM): es el término que se
aplica para definir la diferencia de señal que receiver el receptor y la señal necesaria
para que el receptor pueda establecer una comunicación confiable.
1.2.10. Intentional Radiator compared with
Equivalent Isotropically Radiated Power (EIRP)
Se denomina IR a un dispositivo diseñado para emitir ondas electromagnéticas.
La potencia a la que pueden emitir está regulada por los organismos pertinentes
de cada país. El nivel de señal se mide normalmente en mili vatios (mW) o
decibelios respecto a la potencia de 1 mW (dBm)
