Propagação das ondas de rádio (802.11)

Abril 2017

Propagação das ondas de rádio

É preciso ter noções básicas sobre a propagação das ondas hertzianas para poder instalar uma arquitetura de rede sem fio e, principalmente, dispor de pontos de acesso de maneira a obter um melhor alcance.

As ondas de rádio propagam-se em linha reta em várias direções. A velocidade de propagação das ondas no vácuo é de 3.108 m/s. Em qualquer outro meio, o sinal sofre enfraquecimento devido às ações de reflexão, refração, difração e absorção.

Como funciona a absorção das ondas de rádio

Quando uma onda de rádio encontra um obstáculo, uma parte da sua energia é absorvida e transformada em energia, outra parte continua a se propagar de modo atenuado e uma terceira parte pode, eventualmente, ser refletida.

Chama-se atenuação de sinal a redução de potência durante uma transmissão. Esta diminuição é medida em bel (cujo símbolo é B) e é igual ao logaritmo base 10 da potência na saída do suporte de transmissão dividida pela potência na entrada.

Geralmente, é preferível utilizar o decibel (cujo símbolo é dB) que corresponde a um décimo do bel. Considerando que um bel representa 10 decibéis, a fórmula fica:
R (dB) = (10)  log (P2/P1)
.

Quando R é positivo, fala-se de amplificação, quando é negativo trata-se de atenuação. No caso das transmissões sem fio geralmente são atenuações:

atenuação de um sinal

A atenuação cresce com o aumento da frequência ou da distância. Além disso, durante a colisão com um obstáculo, o valor da atenuação depende muito do material que compõe o obstáculo. De modo geral, os metálicos provocam uma forte reflexão, enquanto que a água absorve o sinal.

Como acontece a reflexão das ondas de rádio

Quando uma onda rádio encontra um obstáculo, a totalidade ou parte da onda é refletida, com uma perda de potência. A reflexão é tal que o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão:



Uma onda de rádio pode propagar-se em várias direções. Por reflexões sucessivas, um sinal fonte pode ser levado a alcançar uma estação ou um ponto de acesso seguindo caminhos múltiplos (multipath):

andamentos múltiplos de uma onda rádio

A diferença de tempo de propagação (o chamado prazo de propagação) entre dois sinais que seguiram caminhos diferentes pode provocar interferências no receptor porque os dados recebidos se sobrepõem. Estas interferências tornam-se cada vez mais importantes quando a velocidade de transmissão aumenta porque os intervalos de tempo entre os dados são cada vez mais curtos. Assim sendo, os caminhos de propagações múltiplos limitam a velocidade de transmissão nas redes sem fio.

Para remediar este problema, as placas Wi-Fi e os pontos de acesso integram duas antenas por emissor. Graças à ação do AGC (Aquisition Gain Controller - Controle do ganho de aquisição), que comuta imediatamente de uma antena para outra de acordo com a potência dos sinais, o ponto de acesso é capaz de distinguir dois sinais vindos da mesma estação. Os sinais recebidos por estas duas antenas são descorrelacionados (independentes) se forem separados de Lambda/2 (6,25 cm a 2.4GHz).

Quais são as propriedades dos meios

O enfraquecimento da potência do sinal se deve em grande parte às propriedades dos meios atravessados pela onda. Veja abaixo o quadro que dá os níveis de atenuação de acordo com os diferentes materiais:


MateriaisEnfraquecimentoExemplos
ArNenhumEspaço aberto, pátio interior
MadeiraFracoPorta, chão, parede
PlásticoFracoParede
VidroFracoVidraças não coloridas
Vidro temperadoMédioVidraças coloridas
ÁguaMédioAquário, fonte
Seres vivosMédioMultidão, animais, humanos, vegetação
TijolosMédioMuros
GessoMédioParedes
CerâmicaElevadoAzulejo
PapelElevadoRolos de papel
ConcretoElevadoParedes mestras, pavimentos, colunas
Vidro à prova de balasElevadoVidros à prova de balas
MetalMuito ElevadoConcreto armado, espelhos, elevador

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Última modificação: 26 de abril de 2017 às 11:33 por Pedro.Saude.
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