Convertidor de protocolo
Modem óptico
Transmisor/Receptor
A los diodos
emisores de luz
Procesador de
control
Reflector parabolico
Del FotoDiodo
Ajustador
Fotodiodo
Diodos de emision
de luz
Espejo
reflector de
luz
FIG 1.1
1.5.- REDES DE RADIO FRECUENCIA
Por el otro lado para las Redes Inalámbricas de RadioFrecuencia , la FCC permitió la
operación sin licencia de dispositivos que utilizan 1 Watt de energía o menos, en tres bandas de
frecuencia : 902 a 928 MHz, 2,400 a 2,483.5 MHz y 5,725 a 5,850 Mhz. Esta bandas de
frecuencia, llamadas bandas ISM, estaban anteriormente limitadas a instrumentos científicos,
médicos e industriales. Esta banda, a diferencia de la ARDIS y MOBITEX, está abierta para
cualquiera. Para minimizar la interferencia, las regulaciones de FCC estipulan que una técnica de
señal de transmisión llamada spread-spectrum modulation, la cual tiene potencia de transmisión
máxima de 1 Watt. deberá ser utilizada en la banda ISM. Esta técnica a sido utilizada en
aplicaciones militares. La idea es tomar una señal de banda convencional y distribuir su energía
en un dominio más amplio de frecuencia. Así, la densidad promedio de energía es menor en el
espectro equivalente de la señal original. En aplicaciones militares el objetivo es reducir la
densidad de energía abajo del nivel de ruido ambiental de tal manera que la señal no sea
detectable. La idea en las redes es que la señal sea transmitida y recibida con un mínimo de
interferencia. Existen dos técnicas para distribuir la señal convencional en un espectro de
propagación equivalente :
La secuencia directa: En este método el flujo de bits de entrada se multiplica por
una señal de frecuencia mayor, basada en una función de propagación
determinada. El flujo de datos original puede ser entonces recobrado en el extremo
receptor correlacionándolo con la función de propagación conocida. Este método
requiere un procesador de señal digital para correlacionar la señal de entrada.
El salto de frecuencia: Este método es una técnica en la cual los dispositivos
receptores y emisores se mueven sincrónicamente en un patrón determinado de
una frecuencia a otra, brincando ambos al mismo tiempo y en la misma frecuencia
predeterminada. Como en el método de secuencia directa, los datos deben ser
reconstruidos en base del patrón de salto de frecuencia. Este método es viable
para las redes inalámbricas, pero la asignación actual de las bandas ISM no es
adecuada, debido a la competencia con otros dispositivos, como por ejemplo las
bandas de 2.4 y 5.8 Mhz que son utilizadas por hornos de Microondas.
CAPITULO II
EL USO DEL ESPACIO, DEL TIEMPO Y DEL ESPECTRO EN REDES DE RADIO
FRECUENCIA.
2.1.- INTRODUCCION
El método de acceso, tal como la modulación de radio y el ancho de banda disponible, es
importante para determinar la eficiencia y la capacidad de un sistema de radio. Los factores que
permiten optimizar la capacidad de comunicación dentro de una área geográfica y del espectro de
ancho de banda, son considerados más importantes que la forma de como son implementadas.
Los diseñadores de sistemas únicamente pueden definir la utilización del espacio y del tiempo, y
una aproximación de la eficiencia de la tecnología de transmisión por radio.
Los diseños de alta eficiencia han sido evitados en sistemas de radio y redes porque su
utilización no es muy obvia en cuanto a rapidez y conveniencia. Uno de los aspectos más
importantes de la eficiencia del tiempo es la asignación de frecuencia consolidada y el tráfico de
cargas de usuarios no relacionados entre si. Por lo menos, el punto alto y el promedio de
circulación de cada grupo deben de tener diferentes patrones; esto es muy difícil porque los
canales incompartibles pueden ser vistos como viables, aunque su capacidad sea insuficiente
para las necesidades máximas.
Independientemente del rango, un conjunto de enlaces puede únicamente dar servicio a un
fracción del área total. Para una cobertura total del área, se debe de usar canales independientes,
derivados por frecuencia, código o tiempo. No es fácil minimizar el número de canales
independientes o conjunto de enlaces para una cobertura total. Mientras la distancia incrementa,
se origina que la señal de radio disminuya, debido a la curvatura de la Tierra o a obstáculos físicos
naturales existentes .
Este diseño es muy utilizado en interferencia limitada. Existe una trayectoria normal
cuando en el nivel de transferencia, de estaciones simultáneamente activas, no prevén la
transferencia actual de datos. Para este tipo de diseño, los siguientes factores son importantes:
1.- Es necesaria una relación señal-interferencia, para una comunicación correcta.
2.- Se requiere de un margen expresado en estadísticas para generar esta relación, aún
en niveles de señal variables
3.- La posición de las antenas que realizan la transmisión. La cual puede ser limitada por
las estaciones y perfectamente controlada por puntos de acceso fijos.
4.- La función de la distancia para el nivel de la señal. Esta dada por el valor promedio de la
señal, considerando las diferencias en la altura de la antena de la terminales y los
impedimentos naturales en la trayectoria.
2.2.- FACTOR DE REUSO.
El número del conjunto de canales requeridos es comúnmente llamado “Factor de Reuso”
o “Valor N”, para el sistema de planos celulares. El sistema de planos celulares original,
contempla 7 grupos de canales de comunicación y 21 grupos de canales de configuración
basados en una estructura celular hexagonal. (Un patrón de un hexágono con 6 hexágonos
alrededor, da el valor de 7, y un segundo anillo de 14 da el valor de 21.)
Estos valores fueron calculados asumiendo la Modulación de Indexamiento 2 FM,
previendo un valor de captura de cerca de 12 dB y un margen de cerca de 6 dB. En los sistemas
digitales el factor de Reuso es de 3 ó 4, ofreciendo menor captura y menor margen.
2.3.- FACTOR DE DISTANCIA.
El promedio de inclinación de curva es reconocido por tener un exponente correspondiente
a 35-40 dB/Decena para una extensión lejana y de propagación no óptica. Para distancias cortas
el exponente es más cerca al espacio libre o 20 dB/Decena. El aislamiento de estaciones
simultáneamente activas con antenas omni-direccionales pueden requerir factores de Reuso de
49 o más en espacio libre. La distancia de aislamiento trabaja muy bien con altos porcentajes de
atenuación media. Dependiendo de lo disperso del ambiente, la distancia de aislamiento en
sistemas pequeños resulta ser en algunos casos la interferencia inesperada y por lo tanto una
menor cobertura.
2.4.- PUNTOS DE ACCESO
La infraestructura de un punto de acceso es simple: “Guardar y Repetir”, son dispositivos
que validan y retransmiten los mensajes recibidos. Estos dispositivos pueden colocarse en un
punto en el cual puedan abarcar toda el área donde se encuentren las estaciones. Las
características a considerar son:
1.- La antena del repetidor debe de estar a la altura del techo, esto producirá una mejor
cobertura que si la antena estuviera a la altura de la mesa.
2.- La antena receptora debe de ser más compleja que la repetidora, así aunque la señal
de la transmisión sea baja, ésta podrá ser recibida correctamente.
Un punto de acceso compartido es un repetidor, al cual se le agrega la capacidad de
seleccionar diferentes puntos de acceso para la retransmisión. (esto no es posible en un sistema
de estación-a-estación, en el cual no se aprovecharía el espectro y la eficiencia de poder, de un
sistema basado en puntos de acceso)
La diferencia entre el techo y la mesa para algunas de las antenas puede ser considerable
cuando existe en esta trayectoria un obstáculo o una obstrucción. En dos antenas iguales, el
rango de una antena alta es 2x-4x, más que las antenas bajas, pero el nivel de interferencia es
igual, por esto es posible proyectar un sistema basado en coberturas de punto de acceso,
ignorando estaciones que no tengan rutas de propagación bien definidas entre si.
Los ángulos para que una antena de patrón vertical incremente su poder direccional de 1 a
6 están entre los 0° y los 30° bajo el nivel horizontal, y cuando el punto de acceso sea colocado en
una esquina, su poder se podrá incrementar de 1 a 4 en su cobertura cuadral. El patrón horizontal
se puede incrementar de 1 hasta 24 dependiendo del medio en que se propague la onda. En una
estación, con antena no dirigida, el poder total de dirección no puede ser mucho mayor de 2 a 1
que en la de patrón vertical. Aparte de la distancia y la altura, el punto de acceso tiene una ventaja
de hasta 10 Db en la recepción de transmisión de una estación sobre otra estación .
Estos 10 Db son considerados como una reducción en la transmisión de una estación, al
momento de proyectar un sistema de estación-a-estación.
2.5.- AISLAMIENTO EN SISTEMAS VECINOS.
Con un proyecto basado en Puntos de Acceso, la cobertura de cada punto de acceso es
definible y puede ser instalado para que las paredes sean una ayuda en lugar de un obstáculo.
Las estaciones están recibiendo o transmitiendo activamente muy poco tiempo y una fracción de
las estaciones asociadas, con un punto de acceso, están al final de una área de servicio;
entonces el potencial de interferencia entre estaciones es mínimo comparado con las fallas en
otros mecanismos de transmisión de gran escala. De lo anterior podemos definir que tendremos
dos beneficios del punto de acceso:
1.- El tamaño del grupo de Reuso puede ser pequeño ( 4 es el valor usado, y 2 es el
deseado).
2.- La operación asincrona de grupos de Reuso contiguos puede ser poca perdida,
permitiendo así que el uso del tiempo de cada punto de acceso sea aprovechado
totalmente.
Estos detalles incrementan materialmente el uso del tiempo.
2.6.-MODULACION DE RADIO.
El espectro disponible es de 40 MHz, según el resultado de APPLE y 802.11 La frecuencia
es “Desvanecida” cuando en una segunda o tercera trayectoria, es incrementada o decrementada
la amplitud de la señal. La distribución de probabilidad de este tipo de “Desvanecimientos” se le
denomina “rayleigh”. El desvanecimiento rayleigh es el factor que reduce la eficiencia de uso del
espectro con pocos canales de ancho de banda.
Si es usada la señal de espectro expandido, la cual es 1 bit/símbolo, la segunda o tercera
trayectoria van a causar un “Desvanecimiento” si la diferencia de la trayectoria es más pequeña
que la mitad del intervalo del símbolo. Por ejemplo, una señal a 10 Mbs, necesita de 0.1
seg. de
tiempo para propagar la señal a 30 mts. Diferencias en distancias mayores de 5 mts. causan
mayor interferencia entre símbolos que el causado por el “Desvanecimiento”. Si el símbolo es
dividido en 7 bits, el mecanismo ahora se aplicara a una séptima parte de 30 mts. (o sea, 4
metros aproximadamente), una distancia en la trayectoria mayor de 4 metros no es causa de
“Desvanecimiento” o de interferencia entre símbolos.
El promedio de bits debe de ser constante, en el espacio localizado en el espectro y el tipo
de modulación seleccionado. El uso de ciertos símbolos codificados, proporcionaran una mejor
resolución a la longitud de trayectoria.
Un espectro expandido de 1 símbolo y cada símbolo con una longitud de 7,11,13, ....31
bits, permitirá una velocidad de 10 a 2 Mbs promedio. El código ortogonal permite incrementar
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