Introducción a la Tecnología Inalámbrica
Inalámbrico
describe la transmisión y recepción de señales que son transportadas por ondas electromagnéticas.
Señales de Radio Frecuencia (Radio Frequency RF)
Señales de corriente alterna (AC) de frecuencia altas compuestas de energía electromagnética.
Las radio frecuencias cubren una parte significante del espectro de radiación electromagnética
Desde los 9 kHz hasta los miles de gigahertz
Introducción a la Tecnología Inalámbrica: Ejemplo de Transmisión Inalámbrica
(Gp:) Gs
(Gp:) Pca
(Gp:) Pna
(Gp:) Pca
(Gp:) Gaa
(Gp:) Gab
(Gp:) Pp
(Gp:) Pcb
(Gp:) Pnb
(Gp:) Pcb
Señales eléctricas
Señales electromagnéticas
Introducción a la Tecnología Inalámbrica
Espectro de radiación electromagnética
Es el rango completo de longitudes de onda de la radiación electromagnética, comenzando por las ondas que tienen la mayor longitud de onda y extendiéndose a través de la luz visible hasta los rayos gamma cortos.
Introducción a la Tecnología Inalámbrica: Usos de la tecnología inalámbrica
Inalámbrico fijo: son dispositivos provistos con facilidades de comunicación inalámbricas que se encuentran fijos en casas, oficinas entre otras.
Inalámbrico Móvil: dispositivos con capacidades de comunicación inalámbricas que pueden portarse de un lugar a otro mientras mantienen una conexión vía el enlace inalámbricos tales como los teléfonos celulares, PDAs, laptops.
Introducción a la Tecnología Inalámbrica: Usos de la tecnología inalámbrica
Dispositivos que operan con RF.
Dispositivos Infrarrojo
Propiedades de las Señales RF
Amplitud
Frecuencia
Fase
Amplitud
Se puede medir el cambio en la energía causada por el paso de una onda RF.
Este cambio es conocido como amplitud.
Señales con mayores amplitudes tienen, con mayor probabilidad, mayor fuerza.
La potencia de la señal la cual mide la fuerza de la misma es medida en Watts mientras que la amplitud es medida en voltios.
Amplitud
Para tener una idea intuitiva de cómo las ondas RF se propagan imagine que deja caer una roca en un charco con aguas tranquilas y mira las ondas fluyendo desde el punto donde cayo la roca.
Frecuencia
La frecuencia (f) es la tasa de cambio de la señal, generalmente, medida en Hertz (Hz) o ciclos por segundo.
Note que una señal que no cambia no puede transportar ninguna información.
Período y Longitud de Onda
El período (T) de una señal es definido como el tiempo de una repetición de una señal y es el inverso de la frecuencia, T = 1/f.
La longitud de onda (?) se define como la distancia ocupada por un ciclo o la distancia entre dos puntos que tienen fase correspondiente en dos ciclos consecutivos.
Asumiendo que la velocidad de la señal es v:
? = vT
? = v/f
Un caso particular es cuando v= c= 3*108 m/s (velocidad de la luz en el espacio libre).
Por ejemplo, una señal 802.11 con una frecuencia de 2.4 GHz tiene una longitud de onda de:
? = 300000000 m/s / 2400000000 Hz = 0,125 m = 12,5 cm
Fase
La fase (?) de una señal es la posición relativa de una señal en el tiempo.
Es el método de expresar la relación entre las amplitudes de dos señales RF que tiene la misma frecuencia.
La fase es medida en grados.
Si dos señales están alineadas alcanzando sus picos al mismo tiempo, se dice que ellas tienen cero grados de fase.
Si las señales están alineadas de forma tal que una alcanza su pico al mismo tiempo que la otra su menor valor de amplitud, se dice que ellas tienen 180 grados de fase.
Conceptos Básicos
Análisis Espectral
Dominio del tiempo y de la frecuencia
Bandas de Frecuencias
Especifican un determinado rango de frecuencias.
Bandas de Frecuencia
Rango Microonda:
L banda 1GHz – 2 GHz
S banda 2GHz – 4GHz
C banda 4GHz – 8GHz
X banda 8GHz – 12GHz
Ku banda 12GHz – 18GHz
K banda 18GHz – 27GHz
Ka banda 27GHz – 40GHz
Bandas ISM (Industrial, Scientific and Medical) (ver ITU-T S5.138 S5.150) – bandas no licenciadas:
“900MHz” ISM banda 902MHz – 928MHz (Americas only)
“2.4GHz” ISM banda 2400MHz – 2483.5MHz
”5GHz” ISM banda 5725MHz – 5875MHz
Bandas de Frecuencia
Ancho de banda
Ancho de banda
Usualmente usado para expresar la cantidad de información transportada en cierto tiempo.
Una definición más especifica:
Ancho del rango de frecuencias que una señal eléctrica ocupa.
Se expresa como la diferencia entre el componente de la señal de más alta frecuencia y el de menor frecuencia.
Por ejemplo:
Transmisión de voz tiene aprox. 3kHz.
Radio FM tiene 200 kHz.
TV tiene 6 MHz.
Unidades de Medida: Watts
El Watt (vatio) es la unidad básica de la potencia y se define como un amperio (A) de la corriente en un voltio (V).
Se puede observar que se requiere relativamente poca potencia para formar un enlace RF de gran distancia.
Por ejemplo, CONATEL permite solamente 1 W de potencia radiada en dispositivos para redes inalámbricas de uso libre en la frecuencia 2400 – 2483,5 MHz y 5725 – 5825 MHz.
Es también común el uso de los mili vatios (mili Watts).
Un mili vatio es 1/1000 W y es abreviado como mW.
Por ejemplo, la mayoría de dispositivos 802.11 usan niveles de potencia entre 1 y 1000 mW. Clientes PCMCIA comúnmente usan niveles de potencia de 15 a 30 mW
Unidades de Medida: Decibelios
El decibelio es diseñado para expresar diferencias entre dos medidas.
Por ejemplo, un decibelio es una manera de decir “esta señal es tal y tal fracción de esta otra”.
El decibelio (dB) es una expresión logarítmica que mide el radio entre la potencia, voltaje o corriente de dos señales.
La diferencia entre una medida como el decibelio y el mW son:
Un decibelio siempre mide la fuerza relativa entre dos señales, mientras que un MW mide la potencia absoluta.
El mW es una medida lineal, mientras que el decibelio es una medida logarítmica.
Unidades de Medida: Decibelios
La fórmula general para calcular el decibelio entre dos señales es:
PdB = 10 Log10 (P2/P1)
P1: potencia señal 1
P2: potencia señal 2
Cuando la cantidad en decibelios es positiva entonces hablamos de ganancia.
En caso contrario hablamos de pérdida.
Unidades de Medida: Decibelios
Unidades de Medida: Decibelios
Una señal es transmitida a 100 mW. Viaja a través de un cable coaxial que tiene una pérdida de 3 dB. Cual es la fuerza resultante de la señal, en mW?
Observando la Tabla anterior se tiene que una pérdida de 3dB (es decir – 3dB) equivale a una reducción de la potencia de una señal a la mitad, por lo tanto, es suficiente con dividir 100 mW entre dos como es muestra a continuación:
100 mW / 2 = 50 mW
Unidades de Medida: Decibelios
Una señal es transmitida a 30 mW, después de la cual pasa a través de un amplificador que le suma 10 dB de ganancia. Cual es la potencia resultante de la señal, en mW?
?
Unidades de Medida: Decibelios
Una señal es transmitida a 100 mW. Después de pasar a través de un cable coaxial, la fuerza de la señal se mide con una potencia de 10 mW. Cual es la pérdida del cable en dB?
?
Unidades de Medida: dBm
En algunas circunstancias puede ser conveniente usar los decibelios para medir un nivel de potencia absoluto.
La forma de hacer esto es normalizando el decibel.
El nivel de potencia de una señal relativa a una potencia de referencia.
El dBm donde el nivel de potencia de una señal se mide con respecto a 1 mW:
PdBm = 10 log10 (PmWATTS/1mW)
1mW = 0,001 Watts
Unidades de Medida: dBm
Unidades de Medida: dBm
Un cierto AP transmite con una potencia de 100 mW. Cuantos dBm es esto?
100 mW dBm = 10 log 100mW / 1 mW = 10 * 2 = 20 dBm
Unidades de Medida: dBm
Un cierto cliente PCMCIA transmite con una potencia de 30 mW. Cuantos dBm es esto?
?