126192118 antena por cabo irradiante

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Solução de Cobertura Wireless com Cabos Irradiantes

Treinamento Técnico

Inovando e Otimizando sua Rede de Acesso31 de Agosto de 2006

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Programação do Dia

17:30 hFechamento15

16:45 hVisão Comercial14

16:15 hExemplos de Projetos13

15:45 hEstudos de Caso12

15:15 hRecomendações de Instalação11

15:00 hCoffee-Break10

13:30 hCabos Coaxiais: Montagem e Conectorização9

13:00 hVisita ao Complexo Industrial RFS8

12:00 hAlmoço7

11:30 hProjetando um Sistema Wireless6

11:15 hAcessórios para Solução Radiaflex5

10:45 hSolução RFS de cobertura4

10:30 hCoffee-Break3

9:15 hPrincípios de RF (Radio Freqüência)2

9:00 hA RFS – Apresentação Institucional1

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RFS (Radio Frequency Systems)

A RFS BRASIL está a 3 décadas no mercado brasileiro e oferece soluções integradas para comunicação sem fio (wireless):

Soluções para comunicação móvel, microondas e broadcast, através de:

Cabos coaxiais, acessórios Antenas painel e microondas Combinadores, duplexadores, amplificadores de topo de torre Cobertura indoor de prédios e túneis.

Soluções em cabeamento para automação industrial e comercial, áudio e vídeo, sonorização profissional, sistemas de segurança, dentre outras aplicações.

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A RFS - Institucional

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RFS

RFS tem mais de 2300 funcionáriosem 20 países e 26 localidades

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Solução de cobertura IndoorWireless

Princípios de RF (Radio Freqüência)

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Freqüência:

Princípios de RF - Geral

Period

1

ondssec

cyclesfrequency ==

Period

MHzperSec

cycles

Secf 1

000,000,1

1

1===

µ

8

Freqüência:


Unidade da freqüência é Hertz. Abreviatura: “Hz”.

Um Hertz é igual a um ciclo por segundo.

Multiplicadores:

Kilo-Hertz 1.000 Hz = 103 Hz = 1 KHz

Mega-Hertz (MHz) 1.000.000 Hz = 106 Hz = 1 MHz

Giga-Hertz (GHz) 1.000.000.000 Hz = 109 Hz = 1 GHz

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Comprimento de Onda:

Uma onda de rádio trafega em espaço livre na velocidade da Luz (300.000 km/s)

O comprimento de onda é a distância entre duas ondas

O símbolo do comprimento de onda é a letra grega λ(lambda) e é dado por:

f

c=λ

Onde:C = velocidade da luzF = freqüência (MHz)

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Impedância:

O termo impedância é comumente utilizado para definir a característica de um cabo coaxial.

Todos os elementos de uma rede de RF devem possuir a mesma característica de Impedância.

O valor comum de impedância em cabos coaxiais é 50 Ω

Qual sua importância?– Os equipamentos ativos (transmissores) possuem

sua própria impedância interna. Para conseguir a potência máxima de transmissão, ambos equipamentos devem estar casados.

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Atenuação - Princípio:

Atenuação é um termo genérico utilizado para qualquer tipo de redução na intensidade de um sinal.

A atenuação (ou perda) é um fenômeno físico natural que ocorre em qualquer meio de propagação.

Este fenômeno ocorre em cabos, filtros, divisores de potência e elementos passivos em geral.

A unidade física usual para definir a atenuação é o Decibel (dB).

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Decibéis:

Unidade física denominada em honra ao Alexandre Graham Bell, inventor do telefone. É utilizada para dimensionar o fenômeno de atenuação.

Valores positivos indicam GANHO e negativos indicam ATENUAÇÃO

É uma relação entre duas potências com base em uma referência conhecida:

dBP

Plog10dBn

ref

x10

⋅=∗

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Decibéis:

Exemplos de dB:

3 dB = 1:2 razão de potência - ex. 1 W + 3 dB = 2 W 6 dB = 1:4 razão de potência - ex. 1 W + 6 dB = 4 W 20 dB = 1:100 razão de potência - ex. 1 W + 20 dB = 100 W

- 3 dB = 2:1 razão de potência - ex. 1 W - 3 dB = 0,5 W - 6 dB = 4:1 razão de potência - ex. 1 W - 6 dB = 0,25 W

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Decibéis:

Outro tipo de dB: o dBm

Unidade comumente utilizada em sistemas de radio-frequencia (RF)

O “m” refere-se a mili-Watt (0.001 Watt)

Qualquer valor em dBm refere-se ao valor absoluto de potência em relação a 1 mW.

dBm1mW

Plog*10dBm*n x

10

=

15


Decibéis:

Exemplo: Qual o valor em dBm para um nível de potência de 4 Watts?

dBm0.001

4log*10dBm

1mW

4Wattslog*10P 1010

=

=

( ) 36.0dBmdBm4000log*10P 10 ==

16


Decibéis:

Valores positivos dBm: 0 dBm = 1 mWatt dBm valor de referência 3 dBm = 2 mWatts 6 dBm = 4 mWatts 10 dBm = 10 mWatts 30 dBm = 1 Watt 40 dBm = 10 Watts

Valores negativos dBm: -3 dBm = 0.5 mWatts -10 dBm = 0.1 mWatts -30 dBm = 0.001 mWatt = 1 µWatt

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Decibéis:

Por quê usar o Decibel (dB) e não o Watt (W)?

Vamos considerar o seguinte exemplo:– Se um sinal de +30 dBm (1 W) é injetado em um cabo coaxial e

a potência recebida na outra extremidade é +27 dBm (0.5 W), qual é a atenuação do cabo?

Cálculos de perdas e ganhos são mais fáceis de serem feitos em dB!

dBdBmdBm

PP out

32730

Loss in

=−=

−=

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Cálculo em Watts e dBm:

Exemplo de cálculo: Se um transmissor de 10 W (40 dBm) é conectado a um filtro com uma atenuação de 1,2 dB, qual é a potência de saída após o filtro?

Watts 7.590.759*Watts 10P

0.7591010Watts 10

P

dBWatts 10

Plog*10dB 1.2

out

0.1210

1.2out

out

==

===

=−

−−

Em watts

Em dBm Pout = Pin – IL = 40 – 1.2 = 38.8 dBm

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Princípios de RF - Cabo irradiante

Semelhante a um cabo coaxial rígido, mas com pequenas abertura (slots) em seu condutor externo.

Através destes slots, parte do sinal de RF é irradiado e recebido pelo cabo.

Há diversos tipos de cabos, cada um aplicável a diferentes necessidades de projeto e cobertura.

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Perda do sinal no cabo num comprimento definido

Exemplo: aI = 3 dB / 100 mNota: aI cresce com a frequência!

Atenuação Longitudinal (aI)

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Perda do sinal entre cabo e da antena móvel de acordo com a IEC (medida a 2m de distância): utilizar valor de catálogo da RFS a 95%

Perda por acoplamento (ac)


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Lin Lout

L(z)

Z

La(z)

)()( zLLza in −= Atenuação longitudinal

)z(LL)z(al ainsys −= Atenuação sistêmica

)z(L)z(L)z(al ac −= Atenuação por acoplamento

ATENUAÇÃO SISTÊMICA


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Solução RFS de cobertura

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Solução Tradicional

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Solução Tradicional:

Normalmente os APs são instalados APARENTES e próximos aos locais onde a cobertura é necessária.

O controle da cobertura é realizado apenas na distribuição dos APs, na escolha e posicionamento das antenas (omni / painel).

Este controle é INEFICIENTE na maioria das vezes:

– Sinal muito forte próximo ao AP

– Deficiente em locais obstruídos (mesmo que estejam próximos)

– Probabilidade de vazamento de sinal é MAIOR


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Nova Solução Proposta

Utilização de um sistema distribuído de antenas / cabo irradiante para que irradiação do sinal ocorra mais próximo do usuário.

50m RCF12-50JFNCabo irradiante

Conector N-macho Terminação

Radio Access Point (AP)

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VANTAGENS

Permite uma cobertura maior com um mesmo AP

Cobertura mais homogênea em todos os ambientes desejados

Melhor solução estética e tecnicamente mais abrangente e durável

Segurança física: todos os elementos do sistema ao alcance somente de pessoal autorizado

Permite um sistema instalado único combinando Wi-Fi, celular, etc.

Nova Solução Proposta

Sobre o forro

Ou sob Piso Elevado

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Comparativo de Rádio Propagação entre antena e cabo irradiante

Fenômenos físicos: O sinal de Radio Freqüência (RF) no espaço livre perde metade de

sua potência a cada dobro da distância. Obstáculos físicos e reflexões também atenuam ainda mais o sinal

de RF. Quanto mais alta a faixa de freqüência, piores são as condições de

propagação. O próprio usuário é um obstáculo a propagação do sinal de RF.

GrandeAtenuação !

Distribuição Uniforme !

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Canal 1Access Point A

Canal 11Access Point B

Canal 6Access Point C


•Apenas 1 AP disponível•Sem Redundância

Nova Solução Proposta• 3 APs disponibilidade acesso ampliada• Redundância disponível• Maior área de cobertura por AP

• APs instalados na sala de TI• Manutenção facilitada

Canal 1Canal 11

Canal 6

Access Point A,

B e C

Comparativo de Soluções

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Acessórios para Solução Radiaflex

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PRODUTOS COMPLEMENTARES

Antenas indoor

Componentes passivos

Cabos irradiantes

Componentes ativos

• Características• Broadband (70 – 2600MHz)• Baixa perda de inserção / acoplamento

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Cabo Irradiante RCF12-50JFN

33

Cabo Coaxial SCF12-50J

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Cabo Coaxial LCF12-50J

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Cabo Irradiante RLKU114-50J

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Divisor de Potência

Utilizado para derivar igualmente sinais de um ramo de alimentação

Disponível em 2, 3 ou 4 saídas

Dados técnicos:

– Conector N fêmea

– Atenuação• 2 saídas: 3,5 dB

• 3 saídas: 5,0 dB

• 2 saídas: 6,3 dB

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Acoplador Direcional

Utilizado para derivar desbalanceadamente um ramo de alimentação

Dados técnicos:

– Conector N fêmea– Relação entre portas

Principal/Secundária

• 1,4 dB / 6 dB

• 0,6 dB / 10 dB

• 0,25 dB / 15 dB

• 0,20 dB / 20 dB

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Diplexador

Utilizado para combinar sinais de W-LAN (Wi-Fi) com sistemas celulares

Dados técnicos:

– Conector N fêmea

– 1 porta específica para WLAN

– 1 Porta para Celular GSM900 / GSM1800 / CDMA800 / IDEN

– 1 dB de atenuação

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Projetando um Sistema

Wireless

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Passo a Passo de um bom Projeto

Um projeto bem feito provê uma boa solução ao cliente, reduz custos e evita retrabalhos.

Fases recomendadas para um PROJETO

1. Coleta de plantas do local

2. Elaboração de anteprojeto

3. Confirmação do projeto através de vistoria

4. Elaboração de lista de materiais

5. Instalação

6. Teste de funcionalidade

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Recomendações de Projeto

Premissas de projeto

Locais a serem atendidos

Nível de cobertura necessário

Cálculo do nível de cobertura necessário:

– Seleção da solução de cobertura

– Potência fornecida pelo AP

– Cálculo de perdas de inserção e ganhos

– Cálculo de propagação de RF

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Outras perdas?

Todos os componentes passivos possuem perdas de inserção que devem ser consideradas no projeto

Quais são esses componentes?– Cabos feeder– Divisores / acopladores– Combinadores– Jumpers, conectores, etc.

Ganhos?

Todos os componentes ativos possuem ganhos que devem ser considerados no projeto

Quais são esses componentes?

– Amplificadores / repetidores

– Antena

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O que verificar na vistoria?

Área a ser coberta, dimensões

Altura dos pisos

Tipo e localização de paredes, etc

Onde e que cabos podem ser instalados (irradiantes / coaxiais)?

Onde e quantas antenas podem ser instaladas?

Onde os equipamentos podem ser instalados?

Energia, pontos de rede,etc.

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Para distâncias maiores que 2m:

– Prédios de modo geral: Adicionar 3 dB de atenuação ao duplicar a distância entre o cabo e o receptor


Área de cobertura

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Ferramentas RFS: Escolha do Cabo

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Ferramenta RFS para Cálculo de área de cobertura

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Recomendações de Instalação

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Como instalar o cabo?

Desenrole o cabo sobre o piso para alinhá-lo. Instale o cabo cuidadosamente sobre o forro falso

ou piso elevado sem necessidade de fixação (apenas apoiado).

Caso seja necessário fixação, podem ser utilizadas fitas plásticas com uma distância de 25 mm entre o cabo e a área de fixação.

O espaçamento entre as fitas não é crítico. Caso o cabo deva ser instalado numa área

visível, a RFS recomenda a utilização do kit mostrado na figura. O espaçador, clic clamp, o parafuso e a bucha são opcionais e estão descritos no catálogo da RFS ou no web site (www.rfsworld.com).

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Cabo RCF12 apenas apoiado sobre o suporte do forro

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Min. distância para tubos metálicos ou similares em longos percursos > 10,0 cm

Min. distância para paredes de concreto > 2,0 cm

Min. raio de curvatura > 12,5 cm, (única dobra)

Min. raio de curvatura > 50,0 cm (várias dobras)

Não deixe apoiado o cabo sobre calhas/dutos metálicos (causando bloqueio da irradiação eletromagnética)

Evite instalar o cabo paralelamente a qualquer tipo de cabo em longas distâncias. Caso não seja possível mantenha uma distância mínima de 30 cm.

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Como ajustar o comprimento do cabo caso ele seja maior que o necessário?

Remova a capa protetora da extremidade do cabo

Marque sobre o cabo o comprimento desejado

Caso o comprimento desejado seja inferior a 40 m, a RFS sugere a utilização de conector e carga nesta extremidade

Corte o cabo perpendicularmente ao seu eixo

Limpe a extremidade do cabo com uma escova, eliminando cavacos do interior do condutor interno

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Estudo de Caso

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Premissas:

• Prover cobertura wireless GSM1800 e WLAN (Wi-FI) em 2.4 GHz• Várias salas e paredes que bloqueiam a cobertura uniforme do andar através da solução tradicional• Solicitado mínimo impacto visual: andar da presidência• Cabeamento instalado sobre o forro• Apenas 1 Access Point utilizado como fonte de RF

Prédio de Escritórios

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Premissas:

• Prover cobertura wireless WLAN (Wi-FI) em 2.4 GHz• Armazenamento dos produtos impede a cobertura adequada atrávés da solução tradicional• Cabeamento instalado ao longo dos corredores• Apenas 1 Access Point utilizado como fonte de RF

Almoxarifado de Fábrica

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Premissas:

• Prover cobertura wireless WLAN (Wi-FI) em 2.4 GHz• O terceiro andar do prédio foi utilizado para teste• Cabeamento instalado sobre o forro, no corredor principal do andar.• Apenas 1 Access Point utilizado como fonte de RF• A área de cobertura deveria estar restrita apenas as áreas internas do prédio.

Dados técnicos do Access Point utilizado:

• Potência de transmissão < 100 mW (20 dBm) em 2.4 GHz• Protocolo de Transmissão IEEE 802.11b, com taxa máxima de 11 Mbps• Antena omnidirecional

Hotel

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Cenários de Teste

1. Irradiação do sinal com a própria antena do Access Point (omnidirecional)

2. Irradiação do sinal com 2 antenas conectadas por cabo coaxial e divisor de potência

3. Uso de cabo irradiante Cabo coaxial irradiante corrugado Cabo coaxial irradiante liso Solução mista de cabo irradiante e antena omnidirecional como

terminação

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Cobertura com 1 antena omnidirecional

Cobertura com a solução tradicional:1 antena Omnidirecional

11 Mbps

54 Mbps

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Cobertura utilizando 2 antenas omnidirecionais

Cobertura com a solução tradicional:2 antenas omnidirecionais

11 Mbps

54 Mbps

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Elementos utilizados no teste com o cabo irradiante(tipo corrugado)

Access Point

Cabo irradiante corrugado

Opcional: antena omnidirecional

Solução de Última Geração

approx 65 m

appro

x 15 m

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Cobertura utilizando cabo coaxial irradiante tipo corrugado.

Resultados obtidos

11 Mbps

54 Mbps

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Recepção externa possível.

Recepção na área externa do prédio praticamente impossível. Níveis de sinal muito baixos.

Cobertura utilizando solução com cabo irradiante e com a adição de antena na extremidade do cabo.

Enfoque na segurança

11 Mbps

54 Mbps

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Cabo irradiante tipo liso (65 m)

Comparação de cobertura com dois tipos de cabos irradiantes

Cabo irradiante tipo corrugado (50 m)

Incremento da performance

11 Mbps

54 Mbps

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Exemplos de Projetos

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Estudo dirigido

65

Estudo dirigido

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Estudo dirigido

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Considerações Finais

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Vantagens da Solução Proposta

Potência irradiada melhor distribuída – maior throughput por usuário

Maior cobertura com menor número de AP‘s

Segurança elétrica do sistema: sinal de RF melhor confinado às áreas desejadas, minimizando acessos externos indevidos.

Possibilidade de combinar até 3APs p/ áreas de alto tráfego (depende do projeto).

No caso de cabos irradiantes sob piso elevado ou sobre o teto, nada fica aparente (solução estética)

Segurança física do sistema ampliada, permitindo acesso somente a pessoas autorizadas aos APs e ao sistema irradiante (roubo, depredação)

Produtos passivos – virtualmente a prova de falhas.

Banda larga: sistema já preparado para operadoras celulares (faixa de 800 a 2500 MHz) ou outras aplicações wireless.

Opções

Antena indoor pode ser adicionada ao final do cabo irradiante, ampliando ainda mais a área de cobertura

Com a troca de modelo de cabo irradiante, pode-se atingir distâncias ainda maiores de cobertura. Tudo depende do projeto realizado.

Considerações Finais

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Ricardo LuziniWireless Indoor SolutionsTel. +55 (11) 4785-6210

E-mail: [email protected]

Marcelo YamaguchiWireless Indoor SolutionsProduct ManagerTel. +55 (11) 4785-6131E-mail: [email protected]

OBRIGADOOBRIGADO

126192118 antena por cabo irradiante

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