Seção: Banda Larga
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O Desenvolvimento prático tem por finalidade o estabelecimento de condições mínimas para esclarecer as características técnicas, de instalação e de planejamento de radio frequência dos equipamentos.
Descrição Técnica
Especificação Técnica - Wireless Tipo I – AP
Os equipamentos denominados “Wireless Tipo I – AP” operam nas faixas de 5725 a 5840 GHz conforme resolução da ANATEL número 365, permitindo enlaces de até 16km. Segue demais características:
Produtos Homologados Pela Anatel
Access Point ou AP ou em Português Ponto de Acesso é um dispositivo em uma rede sem fio que realiza a interconexão entre todos os dispositivos móveis. Em geral se conecta a uma rede cabeada servindo de ponto de acesso para outra rede, como por exemplo a Internet.
Segue a relação dos produtos ditos “Access Points” homologado pela Anatel.
Tabela 2: AP’S homologados pela ANATEL
Abaixo segue uma tabela com as características técnicas básicas do AP.
Tabela 3: Características básicas do AP
FSK (Frequency Shift Keying)
A modulação FSK atribui frequências diferentes para a portadora em função do bit que é transmitido. Portanto, quando um bit 0 é transmitido, a portadora assume uma frequência correspondente a um bit 0 durante o período de duração de um bit. Quando um bit 1 é transmitido, a frequência da portadora é modificada para um valor correspondente a um bit 1 e analogamente, permanece nesta frequência durante o período de duração de 1 bit, como mostrado na figura a seguir:
Figura 11: Frequência da portadora em relação ao bit transmitido Fonte: wirelessbrasil.org
Abaixo segue uma tabela demonstrando a potencia de saída do radio e da antena.
Tabela 4: Potencia de saída do radio e da antena
Especificação Técnica - Wireless Tipo II e III – SM’s
Os equipamentos denominados “Wireless Tipo II e III – SM’s” operam nas faixas de 5725 a 5840 GHz conforme resolução da ANATEL número 365, permitindo enlaces de até 16km. Segue demais características:
Produtos Homologados Pela Anatel
O Subscriber Module (SM) é o ponto localizado no lado Usuário (Assinante).
O Subscriber Module é a unidade de rádio utilizada nos assinantes ou pontos remotos do sistema CANOPY. Essa unidade pode ser utilizada com ou sem um refletor passivo. Sem o refletor a unidade pode estar distante até 3km dos Access Points. Com refletor essa distância aumenta para até 16km. A taxa de transmissão para uplink e downlink por SM pode ser controlada de forma centralizada pelo BAM - Software de Controle, Autenticação e Controle de Banda do sistema CANOPY. Para funcionamento do sistema é necessário visada, ou seja, o contato visual sem obstruções entre os dois pontos (central e assinante).
No lado do usuário, estaremos com módulos SM (Subscriber Module). Estes por sinal estarão conectados com os equipamentos do cliente.
Segue a relação dos produtos ditos “Subscriber Module” homologados pela Anatel:
Tabela 5: Subscriber Module homologados pela ANATEL
Abaixo segue uma tabela com as características técnicas básicas do Subscriber Module:
Tabela 6: Características Básicas do “SM”
Abaixo segue uma tabela demonstrando a potência de saída do rádio e da antena:
Tabela 7: Potência de saída do rádio e da antena do “SM”
Especificação Técnica - Wireless Tipo IV – BH (Backhaul)
Os equipamentos denominados “Wireless Tipo IV – BH” operam nas faixas de 5725 a 5840 GHz conforme resolução da ANATEL número 365, permitindo enlaces de até 16km. Segue demais características:
Produtos Homologados Pela Anatel
Em redes de tecnologia wireless, é utilizado para transmitir voz e dados do site de uma célula para um switch de um site central para um remoto.
Em redes com tecnologia de satélite, é utilizado para transmitir dados de um ponto para o qual ele pode ser transmitido (uplinked) para o satélite, ou é utilizado para transmitir dados para um backbone de rede.
Abaixo Segue a relação dos produtos ditos “Backhaul” homologados pela Anatel.
Tabela 8: Backhaul homolados pela Anatel.
Abaixo segue uma tabela demonstrativa das características técnicas básicas do Backhaul.
Tabela 9: Características técnicas básicas do Backhaul
PSK (Phase Shift Keying)
O PSK é uma forma de modulação em que a informação do sinal digital é embutida nos parâmetros de fase da portadora. Neste sistema de modulação, quando há uma transição de um bit 0 para um bit 1 ou de um bit 1 para um bit 0, a onda portadora sofre uma alteração de fase de 180 graus. Esta forma de particular do PSK é chamada de BPSK (Binary Phase Shift Keying). Quando não há nenhuma destas transições, ou seja, quando bits subsequentes são iguais, a portadora continua a ser transmitida com a mesma fase.
Esta variação de fase em função da transição de bit do sinal é ilustrada na figura a seguir:
Figura 12: Variação de fase em função da transição de bit Fonte: Telecom.com.br
QAM (Quadrature Amplitude Modulation)
A modulação QAM combina a modulação PSK, onde a informação digital é transmitida através da variação da fase da portadora analógica e a modulação ASK, onde a informação digital é transmitida através da variação da amplitude da portadora analógica. Desta forma a modulação QAM, tanto a fase como a amplitude da portadora variam de acordo com a informação digital a ser transmitida.
Nesta forma de modulação, os símbolos são mapeados em um diagrama de fase e quadratura, sendo que cada símbolo apresenta uma distância específica da origem do diagrama que representa a sua amplitude, diferentemente da modulação PSK, na qual todos os símbolos estão a igual distância da origem. Isto significa que as informações são inseridas nos parâmetros de amplitude e quadratura da onda portadora.
Para se obter uma modulação eficiente, é importante distribuir os pontos da constelação de uma maneira adequada. As constelações mais utilizadas são as constelações retangulares, pois esse tipo de constelação apresenta uma boa relação entre a energia média de símbolos e a complexidade de formação da constelação. É importante citar que há estudos e propostas de constelações que possuem geometrias não retangulares quem otimizam os ganhos obtidos com relação as constelações retangulares.
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex)
A modulação OFDM utiliza diversas portadoras ortogonais para transmitir um sinal. Mas antes de ser modulado na portadora, este sinal passa por diversas etapas de processamento que melhoram ainda mais a performance alcançada pelo OFDM. Primeiro, os dados são submetidos a sistemas de proteção de erro que são a inserção de um código corretor de erros como por exemplo o Reed- Solomon e embaralhamento (scrambling), em que os bits de um mesmo byte são todos misturados. Em seguida, os bits passam por um processo de entrelaçamento ou interleaving, no qual eles são reorganizados de modo que bits subsequentes passam a ser separados no tempo. Desta forma, a informação torna-se mais imune a erros do tipo rajada (erros de burst), que atingem bits subsequentes, pois após este processamento, estes erros passam a atingir bits pertencentes a diversos bytes diferentes, que estão muito distantes na informação original. Isto torna mais fácil a recuperação do sinal original no receptor.
Num sistema OFDM, cada portadora é uma senóide com frequência igual a um múltiplo de uma frequência base senóide fundamental. Esta condição permite a ortogonalidade.
Figura 13: Comparativo entre portadora e senóide Fonte: ee.pucrs.br
A técnica de modulação pode variar muito. Exemplos incluem PSK e QAM. Finalmente, as portadoras são adicionadas para gerar um sinal a ser transmitido.
Figura 14: Adicionamento da portadora Fonte: ee.pucrs.br
Abaixo segue a tabela demonstrativa da potencia de saída do rádio e da antena.
Tabela 10: Potencia de saída do rádio e da antena do Backhaul
Descrição da Instalação dos Equipamentos
Wireless Tipo I – AP
Para instalação dos equipamentos denominados “Wireless Tipo I - AP” se faz necessárias abraçadeiras metálicas e uma haste de aproximadamente 1’’. O equipamento “Wireless Tipo I - AP” é fixado na haste por meio das abraçadeiras metálicas conforme figura abaixo:
Figura 15: Fixação do AP na haste Fonte: Autoria própria
Para comunicação com a rede local e alimentação elétrica do equipamento denominado “Wireless Tipo I - AP” é conectado um cabo UTP Cat5e que prove tanto energia elétrica como comunicação ethernet. Segue figura com o esquema para conexão do cabo UTP Cat5e:
Figura 16: Esquema para a energização e comunicação da rede Fonte: Autoria própria
Segue figura com o esquema da instalação do Cluster de APs cobrindo 360º:
Figura 17: Fixação do Cluster de AP’s Fonte: Motorola.com
A fonte de energia para alimentação elétrica vem através do CMM (Cluster Management Module) pelas portas RJ45 PoE. Esse equipamento faz parte do “Wireless Tipo I - AP”. Segue figura com os detalhes do CMM:
Figura 18: Disposição interna do CMM Fonte: Autoria própria
Onde:
Wireless Tipo II E III – SM’s
Para instalação dos equipamentos denominados “Wireless Tipo II e III – SM’s” se faz necessárias abraçadeiras metálicas e uma haste de aproximadamente 1”. O equipamento “Wireless Tipo II e III – SM’s” é fixado na haste por meio das abraçadeiras metálicas conforme figura abaixo:
Figura 19: Fixação do SM’s na haste Fonte: Autoria própria
Para comunicação com a rede local e alimentação elétrica do equipamento denominado “Wireless Tipo I - SM” é conectado um cabo UTP Cat5e que prove tanto energia elétrica como comunicação ethernet. Segue figura com o esquema para conexão do cabo UTP Cat5e:
Figura 20: Esquema para a energização e comunicação da rede Fonte: Autoria própria
Fontes de Alimentação
Para a alimentação de todo o sistema é necessário fontes de alimentação.
Segue a figura da fonte de alimentação elétrica para o equipamento SM via Power Over Ethernet:
Figura 21: Fonte de alimentação POE Fonte: Motorola.com
Segue figura com o esquema da instalação do SM:
Figura 22: Instalação do SM Fonte: Motorola.com
Esquema Geral
Nesse tópico será apresentado o esquema geral de ligação dos equipamentos do modulo SM.
Segue figura com o esquema geral de funcionamento e instalação do equipamento SM:
Figura 23: Esquema de ligação do equipamento SM Fonte: teleco.com
Uso de Refletores
Com os equipamentos trabalhando na banda de frequência de 5,7 GHz, o sistema multiponto pode cobrir a distância de 3.2 km, com o uso de refletores essa distância pode chegar a 16 km.
Figura 24: Diagrama do refletor Fonte: wimaxworld.com
Figura 25: Imagem de um Refletor Fonte: Motorola.com
Wireless Tipo IV – BH
Para instalação dos equipamentos denominados “Wireless Tipo IV - BH” se faz necessários suportes metálicos e uma haste de aproximadamente 1’’. O equipamento “Wireless Tipo IV - BH” é fixado na haste por meio de suportes metálicos conforme figura abaixo:
Figura 26: Fixação do BH em haste Fonte: Motorola.com
Protetor Contra Descargas Elétricas
Para a proteção dos equipamentos e para garantir o funcionamento correto dos mesmos é necessário o uso de um protetor contra descargas elétricas.
Segue figura com o esquema de instalação do protetor contra descargas elétricas do equipamento denominado “Wireless do Tipo IV – BH:
Figura 27: Protetor contra descargas elétricas Fonte: Motorola.com
A fonte de energia para alimentação é através do Canopy Power IDU via Power Over Ethernet:
Figura 28: Fonte de energia IDU Fonte: Motorola.com
Esquema Geral
Segue abaixo a figura com o esquema de instalação dos equipamentos de transmissão e recepção do sinal WiMAX.
Figura 29: Esquema de ligação do sistema wireless Fonte: teleco.com
Esse sistema se divide em quatro partes:
Visão Geral do Sistema Wireless
Nessa seção será mostrada uma visão geral do sistema wireless, como é disposto os equipamentos.
Abaixo segue duas figuras com a visão geral do sistema wireless.
Figura 30: Visão geral do sistema wireless Fonte: Motorola.com
Figura 31: Diagrama de blocos do sistema wireless Fonte: teleco.com
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