Interconexiones de redes (Networking).“Estado y calidad de enlace en redes

inalámbricas”

Integrante: Heraldo Medina.Rudy Medina.

Erwin Navarrete.Hugo Painén.

Introducción. Con el tiempo las maneras con que nos conectamos a

mejorado, hoy en día utilizamos los medios no guiados, los guiados como cable pasan a segundo plano, en este presente informe nos centraremos en los medios no guiados para ser más exactos microondas terrestres, de este tipo de conexión podemos decir que  provee conectividad entre dos sitios (estaciones terrenas) en línea de vista (Line-of-Sight, LOS) usando equipo de radio con frecuencias de portadora por encima de 1 GHz. En el presente trabajo trabajaremos con la señal wi-fi , para ello debimos proceder a la construcción de una antena con la cual realizaremos distintas pruebas de medición para obtener cálculos y poder llegar a conclusiones.

Ahora te invitamos a ver el sitio web para que eches un vistazo a como se desarrollo y se enfoco el trabajo respecto a la construcción y desarrollo de pruebas.

Cálculos matemáticos (Física).

Antes de realizar la antena debemos tener conceptos y formulas claras, para comenzar explicaremos como calcular el alcance (digamos que alcance es la distancia física y lineal entre dos puntos que permiten una conexión inalámbrica posible) de una conexión WI-FI.

Para ello debemos saber que existe una pérdida de propagación:

• La perdida de propagación es la cantidad de señal necesaria para llegar de un extremo de la conexión wireless al otro. Es decir la cantidad de señal que se pierde al atravesar un espacio.

• Tenemos que tener en cuenta que la perdida de propagación puede ser producida por agentes externos como el clima y obstáculos.

En un espacio sin obstáculos, la pérdida de propagación, se puede calcular con la siguiente fórmula:

Donde Pp es la perdida de propagación en db, d es la distancia y f es la frecuencia.

En nuestro caso trabajaremos con una frecuencia de 2,4 GHz a una distancia de 250 ms.

La perdida de propagación que existe en una distancia de 250 ms a una frecuencia de 2,4 GHz es de 87.96 decibelios.

Al realizar estos cálculos hay que tener en cuenta la siguiente tabla:

Canal Frecuencia (GHz)

1 2,412

2 2,417

3 2,422

4 2,427

5 2,432

6 2,437

7 2,442

8 2,447

9 2,452

10 2,457

11 2,462

12 2,467

13 2,472

14 2,484

• Muestra la relación canal frecuencia con lo que se concluye que el canal mientras mas cerca del canal 1 es mejor. Con esta tabla debemos tener en consideración que según el canal la frecuencia varia por lo que debemos aplicar los cambios en la formula.

Pérdidas y ganancias.

En una instalación wireless existen distintos dispositivos que producen perdidas o aportan ganancias a la señal. El cálculo teórico del alcance de una transmisión se basa en sumar los factores de la instalación que aportan ganancias y restar los que producen pérdidas. Al final, obtendremos un nivel de señal. El que este nivel sea suficiente para una buena recepción depende del equipo receptor.

Para estimar un cálculo de la perdida y ganancia aplicamos la siguiente fórmula en donde todos sus valores están en db:

Donde cada sigla puede definirse de la siguiente manera.

Sr: Nivel de señal que le llega al equipo receptor. Siempre será negativo (dB).

Gse: Ganancia de salida del equipo transmisor. Es la potencia en dB con la que sale la señal del equipo transmisor (llamada potencia de emisión dada en Watios se debe convertir a dB).

Gae: Ganancia de la antena del equipo transmisor. Pce: Perdida cables equipo transmisor. Pae: Perdida conectores equipo transmisor. Pp: Perdida de propagación. Gar: Ganancia de la antena del equipo receptor. Par: Perdida conectores equipo receptor. Pa: perdidas adicionales debido a las condiciones

ambientales.

La información Gse la tenemos expresadas en watios (Potencia con que emitía el RSSI) esta era de 30 watios por lo que debemos realizar el siguiente calculo:

Ahora podemos proceder a calcular el valor de perdida ganancia con la fórmula del Sr.

Gse = 44.77 dB Pce = 0.5 dB Pae + Par= 1,5 dB (Tenemos 3 puntos de intersección del USB al

conector del conector a la antena 3* 0.5 dB = 1.5 dB). Gae = 5 dB. Gar = 6 dB. Pce +Pcr = 0.5 dB Pp = 87.96 dB Pa = 10 dB

Procedemos a reemplazar los valores de nuestra formula para obtener un resultado:

Con esto tenemos una estimación del enlace de una conexión Wi-fi, la cuales procederemos a comprobar con las pruebas de nuestra antena en terreno.

Construcción antena.

Selección de antena. Para seleccionar que antena

hacer realizamos una exaustiva investigación ( Una página que muestra todo tipo de antenas caseras WIFI la cual usamos de referencia para la construcción de la nuestra es http://www.seguridadwireless.net/hwagm/antenas-caseras.html#1 llegando a la conclusión de que la efectividad de la antena depende de materiales y buena elaboración (con buena elaboración nos referimos a que este bien soldada y seguir las indicaciones respecto a las medidas).

La antena fabricada por nuestro grupo es la biquad.

Materiales.

o Caja estanco (impermeable).o Placa de cobre 10 X 10.o 1 conector N hembra.o Alambre cobre 2 mm.o Pigtail.

Armado de antena.

Recopilamos los materiales a utilizar para poner manos a la obra.

Hacemos un agujero

en la tapa del envase para luego pasar el conector N.

Hacemos un agujero en nuestra placa de cobre.

Cuando tengamos los 2 orificios en la tapa y la placa de cobre podemos comenzar a fijar nuestro conector N.

Marcamos los orificios del conector para proceder a fijarlo

• Finalmente fijamos el conector n a la tapa y la placa de cobre con 2 tornillo apernados.

Construimos un biquad de 30,5 mm para proceder a soldarlo en el conector.

Conector pigtail.

Antena Finalizada

La actividad practica consistía en medir a una distancia de 250 ms la estimación de enlace de una conexión wireless.

Para ello hicimos uso de un dispositivo RSSI y las antenas construidas por nosotros los alumnos.

RSSI es la abreviatura en ingles de Receive Signal Strength Indication, Indicador de fuerza de señal de recepción. Este término se usa comúnmente para medir el nivel de potencia de las señales recibidas en las redes inalámbricas (por ejemplo en WIFI o en telefonía móvil). 

Lugar donde se realizaron las pruebas.

Realizando Mediciones.

Previamente fabricada la antena podemos comenzar con las pruebas de medición para las cuales usamos un instrumento de antena inalámbrica facilitada por el profesor.

Ya con el instrumento conectado procedemos a ver las medidas otorgadas por el inssider, primero probamos nuestra antena con la tapa puesta.

Para notar cambios en las mediciones primero hicimos las mediciones con la tapa de nuestra antena puesta.

Con la tapara nos arrojo -61.

Realizamos la misma prueba sin la tapa.

Sin la tapa vemos que el programa nos marca -56.

Luego de ello seguimos realizando variada pruebas pero las medidas fluctuaban entre -55 y -61.

Como se puede apreciar en el programa marca -59.

Conclusiones Como grupo podemos concluir que la

comparación entre los cálculos realizados y las pruebas practicas no estaban del todo equivocadas, los datos obtenidos por nuestra antena fluctuaban entre -55 y -61 y en nuestros cálculos obtuvimos -63 con lo cual vemos que nos acercamos bastante a lo que se esperaba.

Con el trabajo realizados somos capaces de aplicar conceptos matemáticos y físicos que nos permiten determinar un enlace de conexión wireless.