4.2. Lado del transmisor
Las pérdidas de propagación están relacionadas a toda atenuación de la señal que ocurre desde que ésta deja la antena de transmisión hasta que alcanza la antena del receptor.
4.2.1. Pérdida en el espacio libre
La mayoría de la potencia de una señal de radio se perderá en el aire. Aún en el vacío perfecto, las ondas de radio perderán algo de su energía (por el principio de Huygens) debido a que parte de la energía se irradia siempre en direcciones distintas a la del eje del enlace. Observe que esto no está relacionado con el aire, la niebla, la lluvia o cualquier otro factor que agregue pérdidas adicionales.
La pérdida en el espacio libre (FSL por sus siglas en inglés) mide la pérdida de potencia en el espacio libre sin considerar cualquier tipo de obstáculos. La señal de radio se debilita en el espacio libre debido a la expansión en una superficie esférica.
La FSL es proporcional al cuadrado de la distancia y también proporcional al cuadrado de la frecuencia de radio. En decibelios, esto resulta en la siguiente ecuación:
FSLdB = 20log10(d) + 20log10(f) +K
d= distancia
f= frecuencia
K= constante que depende de las unidades usadas paradyf
Si d está medido en metros, f en Hz y el enlace usa antenas isotrópicas, la formula es:
FSLdB = 20log10(d) + 20log10(f) - 147.5
Imagen 2: Aproximación lineal en dB después de los 1.5 Kms
La gráfica muestra la pérdida en dB para 2.4 GHz [ violeta ] y 5.4 GHz [ gris ]. Se puede ver que más allá de los 1.5 kms, la pérdida puede asumirse "lineal" en dB. Como regla general en una red inalámbrica de 2.4 GHz, se pierden 100 dB en el primer kilómetro y la señal se reduce por 6 dB cada vez que la distancia se duplica. Esto implica que un enlace de 2 km tiene una pérdida de 106 dB y uno de 4 km tiene 112 dB, etc.
| Distancia [km] | 915 Mhz | 2,4 Ghz | 5,8 Ghz |
|---|---|---|---|
| 1 | 92 dB | 100 dB | 108 dB |
| 10 | 112 dB | 120 dB | 128 dB |
| 100 | 132 dB | 140 dB | 148 dB |
Tabla 3: Perdida en el espacio libre (FSL) en dB para algunas distancias y frecuencias.
Estos valores son teóricos y pueden variar respecto a sus mediciones. El término "espacio libre" nunca es tan "libre", y las pérdidas pueden muchas veces resultar mayores debido a influencias del terreno y a condiciones climáticas.
Vea la unidad "Físicas de radio básicas" para más información.
4.2.2. Zonas de Fresnel
Comenzando por el principio de Huygens, podemos calcular las zonas, o sea el espacio alrededor de un eje que contribuye significativamente a la transferencia de potencia desde la fuente al destino.
Basándonos en esto, podemos encontrar la distancia mínima a la que deberían encontrarse los obstaculos (por ejemplo un edificio o una cuchilla) de nuestro eje.
Imagen 3: Zonas de Fresnel
La mayoría de los profesionales en redes inalámbricas trabajan con un enfoque que demanda que la primer zona de Fesnel esté libre de obstáculos, sin embargo uno puede ser más exigente. Otros demandan un radio conteniendo el 60% de la potencia total libre de obstáculos.
La siguiente fórmula permite calcular la primer zona de Fresnel.
r = 17.32 * sqrt( (d1*d2)/(d*f))
d1 = distancia al obstáculo desde el transmisor.
d2 = distancia al obstáculo desde el receptor.
d = distancia [km] (d1+d2).
f = frecuencia [Ghz].
r = radio [m].
Si el obstáculo está situado en el medio (d1=d2), la fórmula puede ser simplificada en:
r = 17.32 * sqrt(d/4f)
El radio conteniendo el 60% de la potencia total puede calcularse como:
r(60 por ciento) = 10.4 * sqrt(d/4f)
| Distancia [km] | 915 Mhz | 2,4 Ghz | 5,8 Ghz | Altura [m] (rel. tierra) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 9 | 6 | 4 | 0,02 |
| 10 | 29 | 18 | 11 | 2 |
| 100 | 90 | 56 | 36 | 200 |
Tabla 4: Radio [m] para la primer zona de Fresnel.
La "altura relativa de la tierra" describe la "elevación" que la curvatura de la tierra crea entre dos puntos
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