4. Enlaces de Rádio de curta distância

O módulo de enlaces de rádio de curta distância foi o primeiro módulo desenvolvido para o Jubarte. Ele visa calcular e dimensionar enlaces de rádio em visada direta e com distâncias de até 1Km. Entenda-se por rádio como qualquer tecnologia de comunicação que utilize radiação eletromagnética com frequência inferior ao da radiação infravermelha, neste caso tecnologias como Wi-Fi (802.11x), WiMAX (802.16x) e Bluetooth (802.15x) se caracterizam como tecnologias de rádio, lembrando que embora fisicamente seja possível fazer um enlace de 1Km através de tecnologia Bluetooth, o mesmo não foi criado com este propósito, sendo que a tecnologia a ser utilizada deverá ser adequada a situação e necessidade.

4.1 Diagrama em blocos de um sistema rádio ponto a ponto

A figura 2 demonstra um diagrama em blocos de um sistema de rádio ponto a ponto.

Figura 1 – Diagrama em blocos de um enlace de rádio ponto a ponto

Fonte: teleco.com.br

Para utilização do Jubarte no dimensionamento de sistemas de rádio ponto a ponto, serão considerados os elementos: Transmissor, Linha de transmissão, Antena, Ruído de interferência e Receptor.

• Transmissor

• Receptor

  • Equipamento que irá receber o sinal transmitido pelo transmissor.

  • Suas principais características são a sensibilidade de recepção e a potência, ambas medidas em “dBm”.

• Linha de Transmissão

  • Linha que irá conduzir o a energia eletromagnética vinda do transmissor até o elemento de irradiação (antena).

  • Sua principal característica é a atenuação de sinal por unidade de comprimento. Geralmente é medida em “dB/metro” ou “dB/Km”.

  • Diferentes tipos de cabos coaxiais vão oferecer diferentes níveis de atenuação para diferentes frequências.

• Antena

  • Elemento que irá transformar a energia eletromagnética guiada pela linha de transmissão em energia eletromagnética irradiada ou vice e versa.

  • Existem várias características importantes para se dimensionar uma antena, as principais são:

    • Diretividade

      • Define a capacidade da antena concentrar sua energia irradiada em uma determinada direção

      • O Emprego de uma antena com alta diretividade em uma direção específica, possui o mesmo efeito de um aumento de potência no transmissor.

    • Ganho da antena em determinado plano e direção, medido em “dBi” ou “dBd”.

  • As figuras abaixo demonstram o diagrama de irradiação de uma antena Yagi de 4 elementos simulado pelo software MMANA-GAL.

Figura 2 – Diagrama de irradiação horizontal e vertical

Figura 3 – Diagrama de irradiação tridimensional

4.2 Exemplo de Dimensionando de um enlace de rádio.

Condições de Simulação:

A partir destas informações, vamos utilizar o módulo de rádio do Jubarte para verificar a viabilidade do enlace e calcular uma série de informações importantes, como :

• EIRP (Potência efetivamente irradiada)

  • É a potência que será irradiada pela antena, considerando todas as atenuações e ganhos do Uplink.

  • Faixas de frequência do tipo ISM devem ser mantida em valores inferiores a 1Watt (30dBm) dentro do Brasil.

• Free Space Loss (Atenuação de espaço livre)

  • É a atenuação que o sinal sofre durante a propagação pelo espaço.

• Received Power (Potência Recebida)

  • Valor estimado da potência a que o receptor vai receber.

Figura 4 – Viabilidade de enlace de rádio

É importante frisar que características adversas como chuva e desalinhamento das antenas podem alterar a qualidade do enlace, logo um estudo e um projeto adequado podem evitar problemas futuros.

4.3 Jubarte Power Analyser

A partir da versão 1.0, o jubarte passou a incluir uma ferramenta chamada de “Power Analyser” ou “Analisador de potência”. Ela foi construída com o intuito de plotar gráficos demonstrando o decaimento de potência do sinal ao longo de todo o enlace previamente especificado, esta ferramenta se mostra muito útil para se detectar rápidamente componentes de baixa eficiência do projeto. A linha verde representa a potência do sinal medida em dBm em um determinado ponto, a linha vermelha representa a sensibilidade do receptor. A figura 5 demonstra a análise de potência do sinal simulado no ítem 4.2.

Figura 5 – Análise de potência ao longo do enlace de rádio