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Antenas externas WLAN 9100 de Avaya para usar con el punto de acceso WAO-9122Información general
Para optimizar el rendimiento general de una WLAN en una implementación al aire libre, es importante comprender cómo maximizar la cobertura con la selección y ubicación de una antena apropiada. La intención de este documento es ofrecer orientación a cualquier persona que desee usar las antenas WLAN 9100 y los accesorios relacionados con los últimos productos inalámbricos para usar al aire libre de Avaya (WAO-9122). El documento está organizado en las siguientes subsecciones:
• Bandas ISM:
• Conocimiento técnico básico
• Tipos de antenas WLAN 9100 y
accesorios disponibles
• Datos de prueba de referencia
• Consideraciones de diseño y casos de
uso de referencia
Conocimiento técnico
Bandas ISM:
La Comisión Federal de Comunicaciones
(FCC) de los EE. UU., autoriza los produc-
tos de red inalámbrica comercial para usar
en bandas industriales, científicas y médi-
cas (ISM) con modulación de espectro
ensanchado. Las bandas ISM se encuentran
disponibles en tres rangos de frecuencias
diferentes: 900MHz, 2.4GHz y 5GHz. Este
documento cubre los productos que fun-
cionan en las bandas 2.4 y 5G Hz.
Las bandas ISM permiten a los fabricantes
y usuarios poner en funcionamiento pro-
ductos inalámbricos en los EE. UU. sin la
adquisición de licencias específicas. Este
requisito puede variar en otros países. Los
productos en sí deben cumplir ciertos
requisitos para recibir certificación, como
las clasificaciones de máxima potencia de
transmisión (Tx Power) y eficaz potencia
isotrópica radiada (EIRP).
Cada una de las bandas ISM tiene caracte-
rísticas diferentes. Las bandas de frecuen-
cia más baja presentan mejor rango, pero
con ancho de banda limitado y, por lo
tanto, menor velocidad de datos. Las ban-
das de frecuencia más alta tienen un rango
menor y están sujetas a mayor atenuación
por parte de objetos macizos.
Propiedades, clasificaciones y representación de la antenaEn el nivel más básico, una antena propor-
ciona a un sistema de comunicación ina-
lámbrica tres atributos principales que
están interconectados entre sí y que, en
última instancia, afectan el patrón de radia-
ción general que genera la antena:
• Ganancia
• Directividad
• Polarización
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La ganancia de una antena es la medida
del aumento de potencia que la antena
ofrece. La ganancia de la antena se mide
en decibeles (dB), es decir, una unidad
logarítmica que se utiliza para expresar
la relación entre dos valores de una can-
tidad física determinada. En general, la
ganancia en dB es el producto de la rela-
ción de potencia de salida (o potencia
radiada) por la potencia de entrada de la
antena (dicha relación también se llama
“eficiencia” de la antena). En la práctica,
la ganancia de una antena determinada
habitualmente se expresa mediante la
comparación con la ganancia de una
antena isotrópica. Una antena isotrópica
es una “antena teórica” con un patrón de
radiación tridimensional perfectamente
uniforme. Al expresarla en relación con
una antena isotrópica, la ganancia de
una antena determinada se representa
en dBi (la “i” indica el atributo isotrópi-
co). Según dicha medida, una verdadera
antena isotrópica tendría una clasifica-
ción de potencia de 0 dB. La FCC de los
EE. UU. usa dBi en sus cálculos.
La directividad es el producto al que se
hizo referencia en la discusión previa
sobre la ganancia de la antena y su rela-
ción con la eficiencia. Matemáticamente,
la ganancia de una antena equivale a su
direccionalidad por su eficacia. Y, al igual
que su ganancia, la direccionalidad de
una antena determinada también se
expresa en relación con una antena iso-
trópica. La direccionalidad mide la densi-
dad de la potencia que una antena irradia
en la dirección de su emisión más fuerte,
en relación con la densidad de potencia
radiada por una antena isotrópica ideal
(la cual emite radiación de manera unifor-
me en todas las direcciones), cuando las
dos irradian la misma potencia total.
La polarización de una antena es la
orientación del campo eléctrico de la
onda radioeléctrica que esta genera en
relación con la superficie de la tierra. La
polarización de una antena está determi-
nada por la estructura física de la antena
y por su orientación. Una antena alám-
brica recta y simple tendrá una polariza-
ción si se instala de manera vertical y
tendrá una polarización diferente si se
instala de manera horizontal. Una antena
polarizada lineal irradia plenamente en
un plano que contiene la dirección de
propagación de la onda radioeléctrica,
mientras que en una antena polarizada
circular, el plano de polarización gira en
un círculo, lo que genera una revolución
completa durante un período de la onda.
Una antena polarizada lineal puede estar
polarizada horizontalmente (si la direc-
ción de propagación es paralela a la
superficie de la tierra) o verticalmente (si
la dirección de propagación es perpendi-
cular a la superficie de la tierra). Una
antena polarizada circular puede tener
polarización circular dextrógira (Righ-
Hand-Circular, RHC) o polarización circu-
lar levógira (Left-Hand-Circular, LHC), lo
que depende de que la dirección de
rotación del plano de propagación sea
hacia la derecha o hacia la izquierda res-
pectivamente. La polarización es una
consideración importante del diseño,
particularmente en las implementacio-
nes del tipo de visibilidad directa (Line
of Sight, LOS) o punto a punto, porque la
máxima potencia de señal entre la ante-
na de emisión y la antena de recepción
ocurre cuando las dos usan la misma
polarización.
El patrón de radiación de una antena es
el trazado de la fuerza relativa del
campo electromagnético de las ondas
radioeléctricas emitidas por la antena en
ángulos diferentes. Los patrones de
radiación generalmente se representan
mediante un gráfico tridimensional o un
conjunto de trazados polares bidimen-
sionales de las secciones transversales
horizontales y verticales. El patrón de
radiación de la antena isotrópica teórica,
que emite radiación de manera equitati-
va en todas las direcciones, tendría la
apariencia de una esfera.
La adaptación de impedancia es una
consideración importante en el diseño
del sistema de comunicación inalámbri-
co general. Esto se debe a que una onda
electromagnética que viaja a través de
varias partes de un sistema de comuni-
cación (radio, cable, conectores, aire)
puede encontrar diferencias de impe-
dancia. En cada interfaz, según la dife-
rencia de impedancia, alguna fracción de
la onda radioeléctrica del radio de pro-
pagación se reflejará inversamente en la
fuente. Esta onda de reflejo se denomina
onda estacionaria y la relación de poten-
cia máxima y potencia mínima de la
onda estacionaria se denomina relación
de las ondas estacionarias de voltaje
(Voltage Standing Wave Ratio, VSWR).
Una VSWR de 1:1 es lo ideal.
Tipos de antenas WLAN 9100 de AvayaLas tablas de la próxima página detallan
las especificaciones de las diferentes
antenas que Avaya ofrece para usar con
los puntos de acceso de sus WLAN 9100,
en 2.4GHz y 5GHz. Cada tipo de antena
proporcionará ciertas capacidades de
cobertura que son apropiadas para las
aplicaciones específicas (según se discu-
te en la sección anterior de este docu-
mento). Los patrones de radiación que
se enumeran a continuación ofrecen una
guía sobre la cobertura que se puede
esperar de una antena determinada.
Como regla general, a medida que la
ganancia de una antena aumenta, existe
algún tipo de compensación para su área
de cobertura. Por lo general, las antenas
de ganancia alta proporcionarán una dis-
tancia de cobertura mayor, pero un área
de cobertura menor (y más directa).
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Antenas direccionales
Antena de 30° (WAT912035-E6)
DESCRIPCIÓN ANTENA DE 30° CON PANEL FRENTEPatrón de ganancia vertical
Patrón de ganancia horizontal ATRÁS
Rango de frecuencia (GHz) 2.4-2.5 5.15 - 5.825 APROXIMACIÓN DE LOS CONECTORES
Impedancia 50 ohms
VSWR (50 ohms) 2.0: 1 tipo máx.
Ganancia pico, dBi (2.4 y 5GHz) 11.7 - 13.5 12.5 - 14.0
Polarización 2 x +/– 45 2 x +/– 45
Ancho de banda Az de 3dB (H) 35° +/- 5
Ancho de banda EI de 3dB (V) 35° +/- 5
Máxima potencia 10 W máx.
Conector N-hembra x 4
Dimensiones 16.5 in x 9.4 in x 1.4 in
Peso 3.75 lb
Temp. de funcionamiento -40 °C a +55 °C
Opciones de instalación Soporte de instalación incluido
Cable SKU WAT910010-E6
Esp. del cable LMR-195, macho RP-TNC para
conectores N machos y 10 ft de largo
Qué debe pedir Para usar con un WAO-9122
• 1 WAT912035-E6
• 4 WAT910010-E6
Antena de 90° (WAT912090-E6)
DESCRIPCIÓN ANTENA DE 90° CON PANEL FRENTEPatrón de ganancia vertical
Patrón de ganancia horizontal
Rango de frecuencia (GHz) 2.4-2.5 5.15-5.85 ATRÁSImpedancia 50 ohms
VSWR (50 ohms) 2.0: 1 tipo máx.
Ganancia pico, dBi (2.4 y
5GHz)
4.0 6.5-9.5
Polarización Vertical
Ancho de banda Az de 3dB (H) Tipo de 90°
Ancho de banda EI de 3dB (V) Tipo de 90°
Máxima potencia 10 W máx.
Conector 2*conectores N
Cable SKU WAT910010-E6 APROXIMACIÓN DE LOS CONECTORES
Esp. del cable LMR-195, macho RP-TNC para
conectores N machos y 10 ft de largo
Qué debe pedir Para usar con un WAO-9122
• 2 antenas
• 4 cables (2 por antena)
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Antenas omnidireccionales:
Antena “Rubber Duck” (WAT911360-E6)
DESCRIPCIÓNANTENA DE 360° (OMNIDIRECCIONAL)
ANTENA
Patrón de ganancia vertical
Patrón de ganancia horizontal APROXIMACIÓN DE LOS CONECTORES
Rango de frecuencia (GHz) 2.4-2.5 5.15-5.825
Impedancia 50 ohms
VSWR (50 ohms) 2.0: 1 tipo máx.
Ganancia pico, dBi (2.4 y 5GHz) -1.54-0 0-1.7
Polarización 4X Verticales
Ancho de banda Az de 3dB (H) 360°
Ancho de banda EI de 3dB (V) 90° 60°
Máxima potencia 10 W máx.
Conector 1 X RP-TNC macho
Cable SKU WAT910010-E6
Esp. del cable LMR-195, macho RP-TNC para
conectores N machos y 10 ft de
largo
Qué debe pedir Para usar con un WAO9122:
• 4 antenas WAT911360-E6
Consideraciones de diseño y casos de uso de referenciaExisten varios factores que afectan el
rendimiento de una LAN inalámbrica y
que se deben considerar al diseñar una
implementación. Algunas de las conside-
raciones clave son las siguientes:
Movilidad de la aplicación: La movilidad
de los clientes que se conectarán al
punto de acceso a través del sistema de
la antena es lo primero en lo que hay que
pensar al planificar una implementación.
Una aplicación que tiene muchos usua-
rios móviles, como un centro de conven-
ción, funciona mejor con un gran número
de microcélulas omnidireccionales, mien-
tras que una aplicación de punto a punto,
que conecta a dos o más usuarios esta-
cionarios, puede funcionar mejor con una
antena direccional.
Entorno físico: Algunos de los aspectos
que se deben considerar en el entorno
donde se planifica implementar la WLAN
incluyen lo siguiente:
• Construcción del edificio: La densidad
de los materiales utilizados en la
construcción de un edificio determina
el número de paredes que puede
atravesar la señal de RF sin perder la
cobertura adecuada. La siguiente es
una buena referencia, pero el efecto
real de las paredes en la RF se debe
probar mediante una encuesta en el
sitio. Una pared gruesa de metal, como
un ascensor, refleja las señales, lo que
provoca mala penetración de la señal y
baja calidad de recepción del otro lado.
Las paredes y los pisos macizos y las
paredes de hormigón prefabricado
pueden limitar la penetración de la
señal a una o dos paredes sin afectar la
cobertura, pero esto puede variar en
gran medida según la cantidad de
refuerzo de acero dentro del concreto.
Las paredes de hormigón y de bloques
de hormigón probablemente limitarán
la penetración de la señal a tres o
cuatro paredes. La madera o las
paredes secas, por lo general,
permitirán una penetración adecuada
de la señal a través de cinco o seis
paredes. Las paredes de papel y vinilo
afectarán muy poco la penetración de
la señal.
• Altura del techo
• Obstrucciones internas: El inventario de
productos y los bastidores son factores
que se deben considerar en un entorno
interno, como un almacén. En los
entornos al aire libre, muchos objetos
pueden afectar los patrones de la
antena, lo que incluye los árboles,
vehículos y edificios.
• Ubicaciones de instalación disponibles.
Además, también se debe considerar un
poco la apariencia estética.
Acceso a las conexiones de la red (mini-mizar los cables de la antena): El cablea-
do entre el punto de acceso o el punto de
acceso y la antena representa pérdidas
en el sistema; por lo tanto, el largo de
este cable se debe minimizar lo máximo
posible.
Caso de uso en almacenes: En la mayoría
de los casos, estas instalaciones requie-
ren una gran área de cobertura. La expe-
riencia ha demostrado que múltiples
antenas omnidireccionales (como la
WAT911360-E6) instaladas a 20 o 25 pies,
habitualmente, ofrecen la mejor cobertu-
ra. Por supuesto que esto también se ve
afectado por la altura del bastidor, el
material de los bastidores y su capacidad
para colocar la antena a esta altura. La
antena se debe colocar en el centro del
área de cobertura deseada y en un área
abierta para obtener el mejor rendimien-
to. En los casos en que el techo es dema-
siado alto y el punto de acceso se
encuentra contra una pared, se puede
usar una antena direccional.
Oficina pequeña o tienda minorista pequeña: Una antena dipolo omnidirec-
cional (como la WAT911360-E6) ofrecerá
la mejor cobertura para este tipo de
escenario.
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Empresa o tienda minorista grande: En la mayoría de estas implementaciones, existe una
necesidad de un área de cobertura bastante grande y se debe usar una combinación de
antenas omnidireccionales y direccionales. Antenas omnidireccionales ubicadas justo
debajo de las vigas principales del techo o justo debajo de la caída del techo y antenas
direccionales ubicadas en las esquinas. Además, para las áreas que son largas y angostas,
como los pasillos largos de las tiendas, una antena direccional en un extremo puede ofre-
cer mejor cobertura. Tenga en cuenta que el ángulo de radiación de la antena también
afectará el área de cobertura.
Red de retorno de un complejo de apartamentos (punto a punto): En el caso de una apli-
cación donde se proporciona conectividad de bucle local usando Wi-Fi (como los com-
plejos de apartamentos o los complejos de vivienda antiguos que es posible que no
cuenten con la infraestructura tradicional de cableado), son comunes las conexiones de
punto a punto. Al establecer conexiones de punto a punto en entornos al aire libre, se
debe considerar la distancia, las obstrucciones y las ubicaciones de la antena. Para distan-
cias cortas (varios pies), se puede usar una antena dipolo estándar. Para distancias muy
largas (1/2 milla o más), se pueden usar antenas direccionales de ganancia alta. Las ante-
nas se deben instalar lo más alto posible, sobre obstrucciones como árboles, edificios, etc.
Si se usan antenas direccionales, estas se deben alinear de manera que sus principales
lóbulos de potencia radiada estén direccionados entre sí.
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